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ING. FERNANDO PARRA ARCE.
• Según el D.S. 28291, Promulgado el 11 de agosto de 2005
Capitulo 2, articulo 26 (Reglamento de distribución de
gas natural por redes), los requerimientos que debe
cumplir el gas natural boliviano son:
REQUERIMIENTOS
¿QUÉ ES UN GAS ÁCIDO?
UN GAS TRANSPORTADO O
DESTINADO AL CONSUMO
DOMÉSTICO
COMO COMBUSTIBLE PARA
REHERVIDORES, CALENTADORES
DE FUEGO DIRECTO O PARA
MOTORES DE COMPRESORES
SEGÚN NORMAS CSA
(CANADIAN ESTÁNDAR
ASSOCIATION)
SEGÚN LA GPSA
(GAS PROCESSORS SUPPLIERS
ASSOCIATION)
MAYOR A 0.25 GRANOS DE H2S
POR 100 PIES CÚBICOS O 4PPMV
SE PUEDE ACEPTAR HASTA 10
GRANOS DE H2S POR 100 PIES
CÚBICOS
MAYOR A 1 GRANO DE H2S POR
100 PIES CÚBICOS DE GAS O 16
PPM
MAYOR A 4 PPM DE H2S, MAYOR A
3% DE CO2 Y MAYOR A 6-7 LIBRAS
DE AGUA POR MILLÓN DE PIÉ
CÚBICO
COMPONENTES INDESEABLES EN EL GAS
NATURAL
H2S
CO2
CO
N2
Hg
H2O↑
EFECTOS DEL SULFURO DE
HIDRÓGENO SOBRE LAS PERSONAS
• Una persona solo se puede exponer durante 8 horas sin estar
afectada: 10ppmv
• Máxima concentración que puede ser inhalada sin que afecte el
sistema respiratorio: 170 a 300 ppm
• Peligroso para el organismo humano, durante 30 minutos: 400 a
500 ppmv
• Fatal, en menos de 30 minutos a 600 y 800 ppmv de exposición
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
EL SULFURO DE HIDRÓGENO SE DISOCIA EN EL AGUA Y PRODUCE UN
ÁCIDO DEBIL QUE ATACA EL HIERRO Y FORMA UN SULFURO DE
HIERRO INSOLUBLE
EL CO2 EN PRESENCIA DE AGUA LIBRE FORMA ÁCIDO CARBÓNICO
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
ESTÁCIDO ATACA AL HIERRO FORMANDO UN CARBONATO DE HIERRO
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
Y CON UN CALENTAMIENTO POSTERIOR, DESPRENDE CO2
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
EL HIERRO DE HIDROLIZA PARA FORMAR ÓXIDO DE HIERRO
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
SI EL H2S ESTA PRESENTE REACCIONARA CON EL ÓXIDO DE HIERRO
PARA FROMAR SULFURO DE HIERRO
EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON
RESPECTO A LA CORROSIÓN
FINALMENTE EL FeO ES INESTABLE Y SIGUE REACCIONANDO
PROCESO DE ENDULZAMIENTO DEL
GAS NATURAL
• EL ENDULZAMIENTO SE HACE CON EL FIN DE REMOVER
EL H2S Y CO2 DEL GAS NATURAL, SE LLAMA ASI PORQUE
SE REMUEVEN LOS OLORES AMARGOS Y SUCIOS
•SE LLAMAN GASES ACIDOS PORQUE EN PRESENCIA DE
AGUA FORMÁN ACIDOS
• EL TÉRMINO TRATAMIENTO ES MUCHO MÁS AMPLIO,
PORQUE INTRODUCE ADEMÁS DEL ENDULZAMIENTO
DEL GAS NATURAL – LA ELIMINACIÓN DEL AGUA Y
OTROS COMPONENTES INDESEABLES
TIPOS DE PROCESOS
Mecanismo de
remoción de CO2
Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial
Aminas
MEA, DEA, MDEA, DIPA,
DGA, Solventes formulados
Carbonato de potasio
Benfield, Catacarb,
Giammarco-Vetrocoke, etc.
No regenerativo, continuo
(arreglo usual: lead/lag)
Hidróxido de sodio -
Absorción física Regenerativo continuo Solventes físicos
Selexol, Rectisol, Purisol,
Fluor Solvent, IFPexol, etc.
Absorción físico-química Regenerativo continuo Solventes físico-químicos
Sulfinol, Ucarsol LE 701, 702
& 703, Flexsorb PS, etc.
Adsorción física
Regenerativo continuo
(secuencia de
adsorción/desorción)
Tamices moleculares
Z5A (Zeochem), LNG-3
(UOP), etc.
Permeación Continuo Membranas
Separex, Cynara, Z-top,
Medal, etc.
Regenerativo continuo
Absorción química
Planta De Endulzamiento
De Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMB.
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
17
Información Basica
 Gas para ser purificado entra por la parte inferior de la
contactora. El gas sube por la contactora y sale por la
parte superior. Este flujo corre contracorriente al flujo de
amina.
 La amina rica sale de la parte inferior de la contactora y
pasa por un intercambiador de amina rica/pobre. El
intercambiador es adonde la amina rica aumenta en
temperatura y la amina pobre saliendo de la regeneradora
se enfría.
 La amina rica sale del intercambiador de amina rica/pobre
y pasa a la torre regeneradora entrando alredor del plato
numero tres.
18
Información Basica
 En unidades que tratan a hidrocarburos a alta presión,
la amina rica pasa por un tanque flash para eliminar
hidrocarburos antes de pasar a la regeneradora.
 Amina pobre de la regeneradora despues de pasar por
la intercambiadora de amina rica/pobre se enfría a la
temperatura deseado por el uso de aeroenfríadores y se
pasa a la parte superior de la contactora para completar
el proceso.
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
20
Separador de Gas/Liquidos
Filtro Coalesador
 Elimina liquidos y solidos que pueden afectar la
operación de la planta.
 Hidrocarburos Liquido (espumamiento)
 Aguas Saladas (espumamiento y corrosión)
 Sulfito de Hierro (espumamiento)
 Quimicos para tratar a Posos de Gas (espumamiento
y corrosión)
 Aceites de compresores (espumamiento)
 Ammonia (corrosión)
 ¡Prevención es mejor que tratar a las síntomas!
21
Flujo de Gas/Líquidos a Alta
Presión
GAS ENTRANTE
DESPERDICIO
AMINA ENTRANTE
GAS SALIENDO
SEPARADOR DE
GAS DULCE
SEPARADOR DE
GAS AMARGO
FILTRO/SEPARADOR
AMINA
AMINA
DESPERDICIO
CONTACTORA
Intercambiador de
Gas
Entrante/Salida
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
TANQUE DE
COMPENSACION
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
23
Contactora
 Torre adonde los gases ácidos (H2S y/o CO2) son
removidos del gas natural por la amina.
 Las torres pueden utilizar platos o empaque.
24
Contactora
 Torres Utilizando Platos
 Pueden ser de uno, dos, tres o cuatro pases
 Pueden tener rebozadero (Weir) ajustibles o fijadas
 Pueden ser de Valvulas, Capas o Platos de Sieve
 Las caidas pueden ser al lado de los platos a al centro de
los platos
 Pueden tener una o multiples puntos de adición de
amina
25
Flujo Tipico en la Contactora
FLUJO DE AMINA
FLUJO DE GAS
PLATO DE VALVULAS
CAIDA DE AMINA
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
Tanque de Flasheo
 Es utilizado para flashear hidrocarburos que estan disueltos en la
solución de amina. Los hidrocarburos producidos se usa como
combustible o se manda a quemar.
 Normalmente opera a 5.3 kg/cm2 (75 psig) o menos cuando la presión
de la contactora es ariba de 35.2 kg/cm2 (500 psig)
 Puede tener una contactora de amina en el flujo de gas para remover a
H2S de los hidrocarburos flasheados (Puede resultar el altas perdidas de
amina)
 Normalmente se localiza entre el contactor y el intercambiador de
amina rica/pobre
 Puede ser de 2-fases (gas-amina) o 3-fases (gas-HC liquido-amine)
Tanque de Flasheo con
Contactora de Amina
TORRE
CON
EMPAQUE
AMINA RICA
CONTROLA EL NIVEL
DE AMINA EN EL CONTACTOR
AMINA POBRE
SKIMMER CONN.
AMINA
HIDROCARBUROS
LCV
LC
AMINA RICA
LCV
GAS DE FLASHEO
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
Intercambiador de Calor
Amina Rica/Pobre
 Reduce la temperatura de la amina pobre saliendo de la
Regeneradora y aumenta la temperature de la amina
rica entrando a la Regeneradora.
 Normalmente es de tubo/carcasa pero
intercambiadores de tubo/platos tambien son
utilizados.
 Amina rica pasa por los tubos y la amina pobre por la
carcasa.
 El diseño debe minimizar el flasheo de gases ácidos
(tomas la baja de presión lo mas cerca posible a la
regeneradora).
 Los requerimientos de la reherbidora sera 50% mas alto
si no se diseña asi.
Intercambiador de Calor
Amina Rica/Pobre
 Una problema comun es la corrosión/erosión
 Es causado por la liberación de gases ácidos a la
salida de la amina rica.
 Es importante mantener suficiente flujo de amina y
presión para mantener un fase en el flujo.
 El potencial de corrosión se aumenta cuando la
carga de los gases ácidos se aumenta por una
redución en el flujo de amina o en la concentración
de amina.
32
Intercambiador de Calor
Amina Rica/Pobre
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
190 200 210 220 230 240 250
%CO2flasheadoa16kg/cm2(22.7
psia)
Temperatura de Salida, °F
`
30 % peso amina
50 % peso amina
Intercambiador de Amina
Rica/Pobre
 Monitoreo:
 Deposición se puede detectar con el monitoreo de las
temperaturas alredor del intercambiador.
 Deposición en un intercabiador de placas se puede
detectar por el incremento en la diferencial de
presión.
 Fugas se pueden detectar por el muestreo de la
amina pobre entrando y saliendo del intercambiador.
34
Intercambiador de Placas
AMINA POBRE
RICH
RICH
LEAN
LEAN
AMINA POBRE
AMINA RICA
AMINA RICA
JUNTA DE GOMA
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
PLATOS DE
LAVADO
VAPOR DE AGUA
99 ° C 0.7 kg/cm2
TANQUE
DE
REFLUJO
GASES ACIDOS Y
VAPOR DE AGUA
CONDENSADOR
DE GASES
ACIDOS
96 °C AMINA RICA
DEL
INTERCAMBIADOR
AMINA
AMINE POBRE
PLATOS
REHERBIDORA
REGENERADORA
FUENTE DE CALOR
127 ° C
0.8kg/cm2
49 °CF .06 kg/cm2
AGUA DE
REFLUJO
AGUA DE ADICION
GASES ácidos
49 ° C 0.5 kg/cm2
177oC Max
37
Regeneradora/Reherbidora
 Regenera la solución de amina por la adición de calor
para:
 aumentar la temperatura de la amina rica entrando a la
regenerador. Calor sensible (1/3 ).
 Calor es necesario para cambiar la reacción y remover el
H2S y/o CO2 de la solución. Calor de reacción (1/3 ).
 Calor es necesario para mantener el radio de reflujo en
la parte superior de la regeneradora. Calor de
vaporización (1/3 ).
 90-95% de los gases ácidos son removidos de la
solución en la regeneradora.
 El residual es removido en la reherbidora.
38
Regeneradora/Reherbidora
 El punto de herbir de la solución depende solamente
de la composicion de la amina, la concentracion de
amina y la presión que se mantiene en la
regeneradora/reherbidora.
 Un incremento de presión a una temperatura
constante resulta en temperaturas mas altas pero
produce menos vapor por el incremento de la
demanda de calor sensible.
39
Regeneradora/Reherbidora
 Para optimizar el uso de energeticos mientras
manteniendo las especificaciones del gas dulce, el
flujo de aceite caliente entrando a la reherbidora
debe ser controlado por la temperatura en la
parte superior de la regeneradora
 La temperatura de la reherbidora no esta efectada por
el volumen de vapor generado.
40
Regeneradora/Reherbidora
 Los tubos de la reherbidora siempre deben ser cubierto
de liquido. Esto es para prevenir corrosión y la
degradación del solvente.
 Para prevenir degradación termica del amina traten de
mantener la temperatura del aceite caliente a menos
de 177 oC (350 °F).
 La temperatura maxima de la amina en la
regeneradora debe ser menos de 127 oC (260 °F) para
prevenir la degradacion termica de la amina.
41
Reflujo
 La función del condensador de gases ácidos es para
condensar y enfríar el agua de vapor a liquido.
 Los gases ácidos y la agua se separan el en tanque de
reflujo.
 El agua regresa a la parte superior de la regeneradora
como reflujo.
 La razon del reflujo es para minimizar la
concentración de amina el la parte superior de la
regeneradora.
42
Reflujo
 Normalmente hay de 1 a 1.5 % amina en el reflujo
 El Radio de Reflujo se defina: mol agua / mol gases
ácidos saliendo de la regeneradora antes del
condensador.
 El radio de reflujo optimo puede variar de tan bajo
como 0.5 m/m a tan alto como 6.0 m/m.
 Lo normal para solventes GAS/SPEC es de 1.0 a 1.8
 El Radio recommendado es de 1.2
 El balance del agua se puede mantener por la purga de
parte del agua de reflujo o por la adición de agua a la
linea de reflujo regresando a la regeneradora.
43
Planta de Endulzamiento
de Gas Natural
GAS DULCE
GAS DULCE
AMINA POBRE
FILTRO DE CARBON
SOLVENTE
GAS AMARGO
CONTAMINANTES
HIDROCARBUROS LIQUIDOS
AMINA
RICA
AMINA POBRE
REFLUJO
H2S
CO2
H2S
CO2
H2O
SEPARADOR
ACCUMULADOR
FILTRO
MECHANCO
INTERCAMBIADOR
AMINA/AMINA
SURGE
TANK
Tanque de Flash
SEPARADOR
REGENERADORA
CONTACTORA
GAS AMARGO
GAS
REHERBIDORA
CONDENSADOR
ENFRIADOR
AMINA RICA
44
Filtros
 Filtros Mecanicos
 remover partículas de la solución
 Filtro de cárbon
 remover contaminantes quimicos como jabones,
moleculas grandes de hidrocarburos, y productos de
degradación.
45
AMINA
RICA
AMINA
POBRE
A
ALMACENAMIENTO/
CONTACTORA
FILTRO DE
CARBON
10 µ
FILTRO
MECANICO
INTERCAMBIADOR
5 µ
FILTRO
MECANICO
ENFRIADORES DE
AMINA POBRE
Filtros Mecanicos
 Son usados para remover partículas (tierra, productos de
corrosión, sulfato de hierro, etc.) que puede causar
espumación, corrosión, y gas dulce fuera de especificación
 Pueden ser de cartuchos, bolsas, o de tipo pre-cubiertos
 Son disponibles en rangos de 1-100 micrones (absoluta o
nominal).
 Los elementos son cambiados basado en la diferencial de
presión.
 Pueden tratar todo el flujo de amina o un parte del flujo.
 Se pueden usar con amina pobre o rico (normalmente se
usan para amina pobre).
 Se pueden usar antes y/o despues del filtro de cárbon.
47
Fitración Mecanica
 Para ser efectivos, los filtros deben recibir por lo
menos 10% del flujo de amina (100% si hay altos
niveles de partículas)
 Filtros Mecanicos se deben diseñar para operar a
presiónes diferenciales de hasta 1.4 - 1.8 kg/cm2.
SALIDA DE GASES
ENTRADA
DE AMINA
SALIDA
DE AMINA
PDI
CARBON ACTIVADO
#4 FILTRAN SUPPORT MEDIA
49
Filtro de Cárbon
 Tiene que ser cárbon activado
 Normalmente trata una parte del flujo de amina pobre.
 Es usado para remover hidrocarburos, productos de
degradacion de aminas, algunos sales termo estables y
hierro
 Tambien sirve como un filtro mecanico.
 Puede reducir la corrosividad de la solución de amina
 Es recomendado para cualquier uso de amina.
50
Filtracion de Cárbon Activado
 Si el filtro de cárbon no esta limpiando la solución, el
cárbon esta usado y se debe reponer.
 El cárbon se recomienda que se cambie cada 6 meses.
 Regeneración de cárbon activado es difícil y se hace muy
raras veces.
 Como determinar si el cárbon activado esta usado:
 Un examen de color usando una solución de amina (muestra
del cárbon en uso y de cárbon nuevo)
 El comienzo o incremento de espumamiento
 Un incremento en el diferencial de presión. (a veces un
retrolavado reduce la diferencial de presión.
51
Otro Equipo
 Enfríador de Amina Pobre
 Tanque de Surge
 Tanque de Almacenamiento
52
AMINA POBRE
AMINA POBRE
VAPOR DE LA
REGENERADORA
ACUMULADOR DE
REFLUJO
BOMBA BOOSTER
TEMPERATURE CONTROLLED
LOUVERS
BOMBA DE AMINA
TC TC
53
Enfríador de Amina Pobre
 Enfría la amina pobre del intercambiador a la
temperatura apropiada para uso en el contactor.
 Las condiciónes ambientales determina que
temperaturas se pueden lograr con la amina pobre.
54
Tanque Surge
 Debe ser lo suficiente grande para mantener el flujo a
las bombas durante problemas con la sistema.
 Normalmente es un tanque de almacenamiento tipo
API.
55
Tanque de Almacenamiento
 Operación
 Almacenamiento de amina de adición
 La concentracion de Amina normalmente es de 99.9 %
Peso
 Normalmente tieno una purga de nitrogeno o gas
natural para prevenir el contacto con oxigeno.
56
Operación Ideal
 La carga de gases ácidos en el flujo de salida es
ligeramente menor del limite permitido.
(El gas dulce esta dentro de especificaciones)
 Las perdidas de amina son aceptables.
 La corrosión esta dentro de los limites tolerables.
 La demanda de calor del reherbidor esta a un
mínimo.
La operación ideal de una planta de
endulzamiento ocurre cuando cuatro sucesos
ocurren:
Estructura Molecular
 Methyldiethanolamina (MDEA)
 Amine de Tercera
 Peso Molecular = 119
HO - CH2 - CH2 - N - CH2 - CH2 - OH
CH3
•Producido especialmente para tratamiento de gas
natural
•Servicio Tecnico viene con el producto
•El producto se usa alredor de 50% de
concentracion
•Cargas tipicas de CO2 en amina pobre de
0.005 - 0.01 mol CO2/mol amina
58
Problemas Tipicos
 No alcanzar las especificaciónes.
 Espumamiento
 Perdida de Amina
 Corrosión
 Degradación y contaminación del equipo
 Exceso uso de energeticos.
No alcanza las especificaciones de
- H2S
 Mala regeneración del solvente.
 Sobre carga de la solución desplazando H2S con CO2
 Solvente contaminado
 Solvente degradado
 Intercambio entre la amina rica y amina pobre en el
intercambiador.
 Suministro del solvente muy bajo.
 Perdida de platos en la contactora.
 Torre contactora operando bajo minima capacidad.
No alcanza las especificaciones de
- CO2
 Si el CO2 contenido en el gas tratado es alto, Revisar:
 El rango de circulación del solvente esta muy bajo o muy
alto.
 Espumación en la contactora o la regeneradora
 Cambio de las cargas de gases de entrada requiriendo
optimización del sistema.
 Solvente o gas de entrada muy frio (< 24 °C)
 Flujo maximo de gas excedido
 Mala regeneración del solvente
 Perdida de platos o valvulas en la contactora
61
No alcanza la especificaciones de -
CO2
 Si el CO2 contenido en el gas es Bajo, revisar:
 El rango del Solvente en circulación es muy alto.
 Espumación en la contactora
 La solución de Amina pobre y/o el gas de entrada esta
muy caliente causando que la temperatura viaje hacia
arriba en la contactora (arriba de 85 o C).
 Un cambio en la calidad del gas de entrada requiriendo
que el proceso sea ajustado.
Espumación
 La espumación puede ser detectada antes de que se
inicie:
 Caida de presión en una de las torres.
 Un incremento repentino en la remoción de gas ácido
seguido de una rapida caida de remoción (incrementando
la remoción de CO2 y disminuyendo la remoción de H2S)
 Un cambio inesperado de nivel en cualquier recipiente.
 En las etapas finales la espumación, puede causar:
 Perdida de Amina por arrastre de la contactora,
regeneradora o tanque de flasheo.
 Gas dulce fuera de especificación.
 Mala regeneración del solvente.
 La espumación finalmente disminuye la efectividad de la
amina.
63
Causas de Espumación
 Hidrocarburos + ácidos organicos -->Jabones de amina
 Fluidos para tratamiento de pozos e inibidores de
corrosión.
 Aceites y solventes para soldar.
 Solidos suspendidos (Sulfuro de hierro, partículas de
cárbon, partículas de oxido de hierro)
 Productos de degradación de Amina y sales termo-
estables
 Agua de adición (Contaminada)
Prevención de la Espumación
 Limpieza apropiada de equipo antes de arranque.
 Filtración adecuada por medio de filtros de cárbon o
mecanicos.
 Filtración de gas de entrada
 Mantener la temperatura de la amina pobre a 5 oC
sobre la temperatura del gas entrante para minimizar
la condenzación de hidrocarburos.
Perdida de Amina
 Esta puede ocurrir por:
 Vaporización
 Solubilidad
 Arrastre
 Degradación
 Mecanica (operativa: Valvulas abiertas)
 Las perdidad por vaporización son normalmente muy bajas
y referente a las demas causas >90% del total de las
perdidas.
 Las perdidas son normalmente medidas en lb/MMSCF
(Menos de 81 kg/MM M3)
Endulzamiento – Descripción del proceso
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
AAntorcha
A Unidad APR Separador de
salida Unidad
Amina
Agua de
reposición
Separador de
Gas Acido A drenaje
cerrado
Venteo Gas
Acido
Filtración de
Amina
Aeroenfriadores
de Amina
TORRE
CONTACTORA
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
De Horno de
Aceite Térmico
A tanque Aceite
Térmico
Bombas
booster
Rehervidor
Bombas de
reflujo
Condensador
de reflujo
Separador de
reflujo
TORRE
REGENERADORA
Bombas
principales
de Amina
Acumulador
de Amina
A Torre de
Tanque
Flash
Seguimiento del proceso - Variables de interés
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
Presión
Caudal
Temperatura
Presión diferencial
Nivel inferior y superior
Concentración de CO2
Entrada a planta
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
Temperatura
de entrada
Intercambiador gas/gas
Seguimiento del proceso - Variables de interés
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
TORRE
CONTACTORA
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
Presión diferencial
Temperatura de platos
Temperatura de gas entrada a torre
Temperatura y caudal de amina
pobre
Nivel
Absorción
Seguimiento del proceso - Variables de interés
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
TORRE
CONTACTORA
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
Temperatura
Concentración de
CO2
Gas dulce
Seguimiento del proceso - Variables de interés
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
AAntorcha
A Unidad APR Separador de
salida Unidad
Amina
TORRE
CONTACTORA
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
Presión
Caudal de gas tratado
Nivel del separador
Gas dulce
Seguimiento del proceso - Variables de interés
De Separador de
Entrada
A Estabilización
de Gasolina
AAntorcha
A Unidad APR Separador de
salida Unidad
Amina
TORRE
CONTACTORA
Intercambiador Gas
Acido/Gas Dulce
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
Regeneración
Presión
Temperatura
Seguimiento del proceso - Variables de interés
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
Regeneración
Concentración MDEA
Carga ácida MDEA
Tendencia a espuma
Sólidos e HC
Seguimiento del proceso - Variables de interés
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
De Horno de
Aceite Térmico
A tanque Aceite
Térmico
Bombas
booster
Rehervidor
Bombas de
reflujo
Condensador
de reflujo
Separador de
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TORRE
REGENERADORA
Regeneración
Temperatura de vapores de tope
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Presión diferencial
Seguimiento del proceso - Variables de interés
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
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de amina
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Aceite Térmico
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Térmico
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booster
Rehervidor
Bombas de
reflujo
Condensador
de reflujo
Separador de
reflujo
TORRE
REGENERADORA
Regeneración
Nivel de fondo
Temperatura de salida del
rehervidor
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Seguimiento del proceso - Variables de interés
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
De Horno de
Aceite Térmico
A tanque Aceite
Térmico
Bombas
booster
Rehervidor
Bombas de
reflujo
Condensador
de reflujo
Separador de
reflujo
TORRE
REGENERADORA
Regeneración
Temperatura de
condensación
Caudal de reflujo
Presión de operación
Seguimiento del proceso - Variables de interés
Separador de
Gas Acido A drenaje
cerrado
Venteo Gas
Acido
Intercambiador
de placas
A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
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Aceite Térmico
A tanque Aceite
Térmico
Bombas
booster
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Bombas de
reflujo
Condensador
de reflujo
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reflujo
TORRE
REGENERADORA
Caudal venteo CO2
Regeneración
Seguimiento del proceso - Variables de interés
Separador de
Gas Acido A drenaje
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Acido
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de Amina
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de Amina
De bombas
de amina
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A tanque Aceite
Térmico
Bombas
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Rehervidor
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Condensador
de reflujo
Separador de
reflujo
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REGENERADORA
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Agua de
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Separador de
Gas Acido A drenaje
cerrado
Venteo Gas
Acido
Aeroenfriadores
de Amina
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A Horno
Tanque Flash
de Amina
De bombas
de amina
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Térmico
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Requisitos del gas natural boliviano

  • 2.
  • 3.
  • 4. • Según el D.S. 28291, Promulgado el 11 de agosto de 2005 Capitulo 2, articulo 26 (Reglamento de distribución de gas natural por redes), los requerimientos que debe cumplir el gas natural boliviano son: REQUERIMIENTOS
  • 5. ¿QUÉ ES UN GAS ÁCIDO? UN GAS TRANSPORTADO O DESTINADO AL CONSUMO DOMÉSTICO COMO COMBUSTIBLE PARA REHERVIDORES, CALENTADORES DE FUEGO DIRECTO O PARA MOTORES DE COMPRESORES SEGÚN NORMAS CSA (CANADIAN ESTÁNDAR ASSOCIATION) SEGÚN LA GPSA (GAS PROCESSORS SUPPLIERS ASSOCIATION) MAYOR A 0.25 GRANOS DE H2S POR 100 PIES CÚBICOS O 4PPMV SE PUEDE ACEPTAR HASTA 10 GRANOS DE H2S POR 100 PIES CÚBICOS MAYOR A 1 GRANO DE H2S POR 100 PIES CÚBICOS DE GAS O 16 PPM MAYOR A 4 PPM DE H2S, MAYOR A 3% DE CO2 Y MAYOR A 6-7 LIBRAS DE AGUA POR MILLÓN DE PIÉ CÚBICO
  • 6. COMPONENTES INDESEABLES EN EL GAS NATURAL H2S CO2 CO N2 Hg H2O↑
  • 7. EFECTOS DEL SULFURO DE HIDRÓGENO SOBRE LAS PERSONAS • Una persona solo se puede exponer durante 8 horas sin estar afectada: 10ppmv • Máxima concentración que puede ser inhalada sin que afecte el sistema respiratorio: 170 a 300 ppm • Peligroso para el organismo humano, durante 30 minutos: 400 a 500 ppmv • Fatal, en menos de 30 minutos a 600 y 800 ppmv de exposición
  • 8. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN EL SULFURO DE HIDRÓGENO SE DISOCIA EN EL AGUA Y PRODUCE UN ÁCIDO DEBIL QUE ATACA EL HIERRO Y FORMA UN SULFURO DE HIERRO INSOLUBLE EL CO2 EN PRESENCIA DE AGUA LIBRE FORMA ÁCIDO CARBÓNICO
  • 9. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN ESTÁCIDO ATACA AL HIERRO FORMANDO UN CARBONATO DE HIERRO
  • 10. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN Y CON UN CALENTAMIENTO POSTERIOR, DESPRENDE CO2
  • 11. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN EL HIERRO DE HIDROLIZA PARA FORMAR ÓXIDO DE HIERRO
  • 12. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN SI EL H2S ESTA PRESENTE REACCIONARA CON EL ÓXIDO DE HIERRO PARA FROMAR SULFURO DE HIERRO
  • 13. EFECTOS DEL H2S Y CO2 CON RESPECTO A LA CORROSIÓN FINALMENTE EL FeO ES INESTABLE Y SIGUE REACCIONANDO
  • 14. PROCESO DE ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL • EL ENDULZAMIENTO SE HACE CON EL FIN DE REMOVER EL H2S Y CO2 DEL GAS NATURAL, SE LLAMA ASI PORQUE SE REMUEVEN LOS OLORES AMARGOS Y SUCIOS •SE LLAMAN GASES ACIDOS PORQUE EN PRESENCIA DE AGUA FORMÁN ACIDOS • EL TÉRMINO TRATAMIENTO ES MUCHO MÁS AMPLIO, PORQUE INTRODUCE ADEMÁS DEL ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL – LA ELIMINACIÓN DEL AGUA Y OTROS COMPONENTES INDESEABLES
  • 15. TIPOS DE PROCESOS Mecanismo de remoción de CO2 Tipo de proceso Tecnología Nombre comercial Aminas MEA, DEA, MDEA, DIPA, DGA, Solventes formulados Carbonato de potasio Benfield, Catacarb, Giammarco-Vetrocoke, etc. No regenerativo, continuo (arreglo usual: lead/lag) Hidróxido de sodio - Absorción física Regenerativo continuo Solventes físicos Selexol, Rectisol, Purisol, Fluor Solvent, IFPexol, etc. Absorción físico-química Regenerativo continuo Solventes físico-químicos Sulfinol, Ucarsol LE 701, 702 & 703, Flexsorb PS, etc. Adsorción física Regenerativo continuo (secuencia de adsorción/desorción) Tamices moleculares Z5A (Zeochem), LNG-3 (UOP), etc. Permeación Continuo Membranas Separex, Cynara, Z-top, Medal, etc. Regenerativo continuo Absorción química
  • 16. Planta De Endulzamiento De Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMB. AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 17. 17 Información Basica  Gas para ser purificado entra por la parte inferior de la contactora. El gas sube por la contactora y sale por la parte superior. Este flujo corre contracorriente al flujo de amina.  La amina rica sale de la parte inferior de la contactora y pasa por un intercambiador de amina rica/pobre. El intercambiador es adonde la amina rica aumenta en temperatura y la amina pobre saliendo de la regeneradora se enfría.  La amina rica sale del intercambiador de amina rica/pobre y pasa a la torre regeneradora entrando alredor del plato numero tres.
  • 18. 18 Información Basica  En unidades que tratan a hidrocarburos a alta presión, la amina rica pasa por un tanque flash para eliminar hidrocarburos antes de pasar a la regeneradora.  Amina pobre de la regeneradora despues de pasar por la intercambiadora de amina rica/pobre se enfría a la temperatura deseado por el uso de aeroenfríadores y se pasa a la parte superior de la contactora para completar el proceso.
  • 19. Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 20. 20 Separador de Gas/Liquidos Filtro Coalesador  Elimina liquidos y solidos que pueden afectar la operación de la planta.  Hidrocarburos Liquido (espumamiento)  Aguas Saladas (espumamiento y corrosión)  Sulfito de Hierro (espumamiento)  Quimicos para tratar a Posos de Gas (espumamiento y corrosión)  Aceites de compresores (espumamiento)  Ammonia (corrosión)  ¡Prevención es mejor que tratar a las síntomas!
  • 21. 21 Flujo de Gas/Líquidos a Alta Presión GAS ENTRANTE DESPERDICIO AMINA ENTRANTE GAS SALIENDO SEPARADOR DE GAS DULCE SEPARADOR DE GAS AMARGO FILTRO/SEPARADOR AMINA AMINA DESPERDICIO CONTACTORA Intercambiador de Gas Entrante/Salida
  • 22. Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA TANQUE DE COMPENSACION Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 23. 23 Contactora  Torre adonde los gases ácidos (H2S y/o CO2) son removidos del gas natural por la amina.  Las torres pueden utilizar platos o empaque.
  • 24. 24 Contactora  Torres Utilizando Platos  Pueden ser de uno, dos, tres o cuatro pases  Pueden tener rebozadero (Weir) ajustibles o fijadas  Pueden ser de Valvulas, Capas o Platos de Sieve  Las caidas pueden ser al lado de los platos a al centro de los platos  Pueden tener una o multiples puntos de adición de amina
  • 25. 25 Flujo Tipico en la Contactora FLUJO DE AMINA FLUJO DE GAS PLATO DE VALVULAS CAIDA DE AMINA
  • 26. Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 27. Tanque de Flasheo  Es utilizado para flashear hidrocarburos que estan disueltos en la solución de amina. Los hidrocarburos producidos se usa como combustible o se manda a quemar.  Normalmente opera a 5.3 kg/cm2 (75 psig) o menos cuando la presión de la contactora es ariba de 35.2 kg/cm2 (500 psig)  Puede tener una contactora de amina en el flujo de gas para remover a H2S de los hidrocarburos flasheados (Puede resultar el altas perdidas de amina)  Normalmente se localiza entre el contactor y el intercambiador de amina rica/pobre  Puede ser de 2-fases (gas-amina) o 3-fases (gas-HC liquido-amine)
  • 28. Tanque de Flasheo con Contactora de Amina TORRE CON EMPAQUE AMINA RICA CONTROLA EL NIVEL DE AMINA EN EL CONTACTOR AMINA POBRE SKIMMER CONN. AMINA HIDROCARBUROS LCV LC AMINA RICA LCV GAS DE FLASHEO
  • 29. Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 30. Intercambiador de Calor Amina Rica/Pobre  Reduce la temperatura de la amina pobre saliendo de la Regeneradora y aumenta la temperature de la amina rica entrando a la Regeneradora.  Normalmente es de tubo/carcasa pero intercambiadores de tubo/platos tambien son utilizados.  Amina rica pasa por los tubos y la amina pobre por la carcasa.  El diseño debe minimizar el flasheo de gases ácidos (tomas la baja de presión lo mas cerca posible a la regeneradora).  Los requerimientos de la reherbidora sera 50% mas alto si no se diseña asi.
  • 31. Intercambiador de Calor Amina Rica/Pobre  Una problema comun es la corrosión/erosión  Es causado por la liberación de gases ácidos a la salida de la amina rica.  Es importante mantener suficiente flujo de amina y presión para mantener un fase en el flujo.  El potencial de corrosión se aumenta cuando la carga de los gases ácidos se aumenta por una redución en el flujo de amina o en la concentración de amina.
  • 32. 32 Intercambiador de Calor Amina Rica/Pobre 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 190 200 210 220 230 240 250 %CO2flasheadoa16kg/cm2(22.7 psia) Temperatura de Salida, °F ` 30 % peso amina 50 % peso amina
  • 33. Intercambiador de Amina Rica/Pobre  Monitoreo:  Deposición se puede detectar con el monitoreo de las temperaturas alredor del intercambiador.  Deposición en un intercabiador de placas se puede detectar por el incremento en la diferencial de presión.  Fugas se pueden detectar por el muestreo de la amina pobre entrando y saliendo del intercambiador.
  • 34. 34 Intercambiador de Placas AMINA POBRE RICH RICH LEAN LEAN AMINA POBRE AMINA RICA AMINA RICA JUNTA DE GOMA
  • 35. Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 36. PLATOS DE LAVADO VAPOR DE AGUA 99 ° C 0.7 kg/cm2 TANQUE DE REFLUJO GASES ACIDOS Y VAPOR DE AGUA CONDENSADOR DE GASES ACIDOS 96 °C AMINA RICA DEL INTERCAMBIADOR AMINA AMINE POBRE PLATOS REHERBIDORA REGENERADORA FUENTE DE CALOR 127 ° C 0.8kg/cm2 49 °CF .06 kg/cm2 AGUA DE REFLUJO AGUA DE ADICION GASES ácidos 49 ° C 0.5 kg/cm2 177oC Max
  • 37. 37 Regeneradora/Reherbidora  Regenera la solución de amina por la adición de calor para:  aumentar la temperatura de la amina rica entrando a la regenerador. Calor sensible (1/3 ).  Calor es necesario para cambiar la reacción y remover el H2S y/o CO2 de la solución. Calor de reacción (1/3 ).  Calor es necesario para mantener el radio de reflujo en la parte superior de la regeneradora. Calor de vaporización (1/3 ).  90-95% de los gases ácidos son removidos de la solución en la regeneradora.  El residual es removido en la reherbidora.
  • 38. 38 Regeneradora/Reherbidora  El punto de herbir de la solución depende solamente de la composicion de la amina, la concentracion de amina y la presión que se mantiene en la regeneradora/reherbidora.  Un incremento de presión a una temperatura constante resulta en temperaturas mas altas pero produce menos vapor por el incremento de la demanda de calor sensible.
  • 39. 39 Regeneradora/Reherbidora  Para optimizar el uso de energeticos mientras manteniendo las especificaciones del gas dulce, el flujo de aceite caliente entrando a la reherbidora debe ser controlado por la temperatura en la parte superior de la regeneradora  La temperatura de la reherbidora no esta efectada por el volumen de vapor generado.
  • 40. 40 Regeneradora/Reherbidora  Los tubos de la reherbidora siempre deben ser cubierto de liquido. Esto es para prevenir corrosión y la degradación del solvente.  Para prevenir degradación termica del amina traten de mantener la temperatura del aceite caliente a menos de 177 oC (350 °F).  La temperatura maxima de la amina en la regeneradora debe ser menos de 127 oC (260 °F) para prevenir la degradacion termica de la amina.
  • 41. 41 Reflujo  La función del condensador de gases ácidos es para condensar y enfríar el agua de vapor a liquido.  Los gases ácidos y la agua se separan el en tanque de reflujo.  El agua regresa a la parte superior de la regeneradora como reflujo.  La razon del reflujo es para minimizar la concentración de amina el la parte superior de la regeneradora.
  • 42. 42 Reflujo  Normalmente hay de 1 a 1.5 % amina en el reflujo  El Radio de Reflujo se defina: mol agua / mol gases ácidos saliendo de la regeneradora antes del condensador.  El radio de reflujo optimo puede variar de tan bajo como 0.5 m/m a tan alto como 6.0 m/m.  Lo normal para solventes GAS/SPEC es de 1.0 a 1.8  El Radio recommendado es de 1.2  El balance del agua se puede mantener por la purga de parte del agua de reflujo o por la adición de agua a la linea de reflujo regresando a la regeneradora.
  • 43. 43 Planta de Endulzamiento de Gas Natural GAS DULCE GAS DULCE AMINA POBRE FILTRO DE CARBON SOLVENTE GAS AMARGO CONTAMINANTES HIDROCARBUROS LIQUIDOS AMINA RICA AMINA POBRE REFLUJO H2S CO2 H2S CO2 H2O SEPARADOR ACCUMULADOR FILTRO MECHANCO INTERCAMBIADOR AMINA/AMINA SURGE TANK Tanque de Flash SEPARADOR REGENERADORA CONTACTORA GAS AMARGO GAS REHERBIDORA CONDENSADOR ENFRIADOR AMINA RICA
  • 44. 44 Filtros  Filtros Mecanicos  remover partículas de la solución  Filtro de cárbon  remover contaminantes quimicos como jabones, moleculas grandes de hidrocarburos, y productos de degradación.
  • 46. Filtros Mecanicos  Son usados para remover partículas (tierra, productos de corrosión, sulfato de hierro, etc.) que puede causar espumación, corrosión, y gas dulce fuera de especificación  Pueden ser de cartuchos, bolsas, o de tipo pre-cubiertos  Son disponibles en rangos de 1-100 micrones (absoluta o nominal).  Los elementos son cambiados basado en la diferencial de presión.  Pueden tratar todo el flujo de amina o un parte del flujo.  Se pueden usar con amina pobre o rico (normalmente se usan para amina pobre).  Se pueden usar antes y/o despues del filtro de cárbon.
  • 47. 47 Fitración Mecanica  Para ser efectivos, los filtros deben recibir por lo menos 10% del flujo de amina (100% si hay altos niveles de partículas)  Filtros Mecanicos se deben diseñar para operar a presiónes diferenciales de hasta 1.4 - 1.8 kg/cm2.
  • 48. SALIDA DE GASES ENTRADA DE AMINA SALIDA DE AMINA PDI CARBON ACTIVADO #4 FILTRAN SUPPORT MEDIA
  • 49. 49 Filtro de Cárbon  Tiene que ser cárbon activado  Normalmente trata una parte del flujo de amina pobre.  Es usado para remover hidrocarburos, productos de degradacion de aminas, algunos sales termo estables y hierro  Tambien sirve como un filtro mecanico.  Puede reducir la corrosividad de la solución de amina  Es recomendado para cualquier uso de amina.
  • 50. 50 Filtracion de Cárbon Activado  Si el filtro de cárbon no esta limpiando la solución, el cárbon esta usado y se debe reponer.  El cárbon se recomienda que se cambie cada 6 meses.  Regeneración de cárbon activado es difícil y se hace muy raras veces.  Como determinar si el cárbon activado esta usado:  Un examen de color usando una solución de amina (muestra del cárbon en uso y de cárbon nuevo)  El comienzo o incremento de espumamiento  Un incremento en el diferencial de presión. (a veces un retrolavado reduce la diferencial de presión.
  • 51. 51 Otro Equipo  Enfríador de Amina Pobre  Tanque de Surge  Tanque de Almacenamiento
  • 52. 52 AMINA POBRE AMINA POBRE VAPOR DE LA REGENERADORA ACUMULADOR DE REFLUJO BOMBA BOOSTER TEMPERATURE CONTROLLED LOUVERS BOMBA DE AMINA TC TC
  • 53. 53 Enfríador de Amina Pobre  Enfría la amina pobre del intercambiador a la temperatura apropiada para uso en el contactor.  Las condiciónes ambientales determina que temperaturas se pueden lograr con la amina pobre.
  • 54. 54 Tanque Surge  Debe ser lo suficiente grande para mantener el flujo a las bombas durante problemas con la sistema.  Normalmente es un tanque de almacenamiento tipo API.
  • 55. 55 Tanque de Almacenamiento  Operación  Almacenamiento de amina de adición  La concentracion de Amina normalmente es de 99.9 % Peso  Normalmente tieno una purga de nitrogeno o gas natural para prevenir el contacto con oxigeno.
  • 56. 56 Operación Ideal  La carga de gases ácidos en el flujo de salida es ligeramente menor del limite permitido. (El gas dulce esta dentro de especificaciones)  Las perdidas de amina son aceptables.  La corrosión esta dentro de los limites tolerables.  La demanda de calor del reherbidor esta a un mínimo. La operación ideal de una planta de endulzamiento ocurre cuando cuatro sucesos ocurren:
  • 57. Estructura Molecular  Methyldiethanolamina (MDEA)  Amine de Tercera  Peso Molecular = 119 HO - CH2 - CH2 - N - CH2 - CH2 - OH CH3 •Producido especialmente para tratamiento de gas natural •Servicio Tecnico viene con el producto •El producto se usa alredor de 50% de concentracion •Cargas tipicas de CO2 en amina pobre de 0.005 - 0.01 mol CO2/mol amina
  • 58. 58 Problemas Tipicos  No alcanzar las especificaciónes.  Espumamiento  Perdida de Amina  Corrosión  Degradación y contaminación del equipo  Exceso uso de energeticos.
  • 59. No alcanza las especificaciones de - H2S  Mala regeneración del solvente.  Sobre carga de la solución desplazando H2S con CO2  Solvente contaminado  Solvente degradado  Intercambio entre la amina rica y amina pobre en el intercambiador.  Suministro del solvente muy bajo.  Perdida de platos en la contactora.  Torre contactora operando bajo minima capacidad.
  • 60. No alcanza las especificaciones de - CO2  Si el CO2 contenido en el gas tratado es alto, Revisar:  El rango de circulación del solvente esta muy bajo o muy alto.  Espumación en la contactora o la regeneradora  Cambio de las cargas de gases de entrada requiriendo optimización del sistema.  Solvente o gas de entrada muy frio (< 24 °C)  Flujo maximo de gas excedido  Mala regeneración del solvente  Perdida de platos o valvulas en la contactora
  • 61. 61 No alcanza la especificaciones de - CO2  Si el CO2 contenido en el gas es Bajo, revisar:  El rango del Solvente en circulación es muy alto.  Espumación en la contactora  La solución de Amina pobre y/o el gas de entrada esta muy caliente causando que la temperatura viaje hacia arriba en la contactora (arriba de 85 o C).  Un cambio en la calidad del gas de entrada requiriendo que el proceso sea ajustado.
  • 62. Espumación  La espumación puede ser detectada antes de que se inicie:  Caida de presión en una de las torres.  Un incremento repentino en la remoción de gas ácido seguido de una rapida caida de remoción (incrementando la remoción de CO2 y disminuyendo la remoción de H2S)  Un cambio inesperado de nivel en cualquier recipiente.  En las etapas finales la espumación, puede causar:  Perdida de Amina por arrastre de la contactora, regeneradora o tanque de flasheo.  Gas dulce fuera de especificación.  Mala regeneración del solvente.  La espumación finalmente disminuye la efectividad de la amina.
  • 63. 63 Causas de Espumación  Hidrocarburos + ácidos organicos -->Jabones de amina  Fluidos para tratamiento de pozos e inibidores de corrosión.  Aceites y solventes para soldar.  Solidos suspendidos (Sulfuro de hierro, partículas de cárbon, partículas de oxido de hierro)  Productos de degradación de Amina y sales termo- estables  Agua de adición (Contaminada)
  • 64. Prevención de la Espumación  Limpieza apropiada de equipo antes de arranque.  Filtración adecuada por medio de filtros de cárbon o mecanicos.  Filtración de gas de entrada  Mantener la temperatura de la amina pobre a 5 oC sobre la temperatura del gas entrante para minimizar la condenzación de hidrocarburos.
  • 65. Perdida de Amina  Esta puede ocurrir por:  Vaporización  Solubilidad  Arrastre  Degradación  Mecanica (operativa: Valvulas abiertas)  Las perdidad por vaporización son normalmente muy bajas y referente a las demas causas >90% del total de las perdidas.  Las perdidas son normalmente medidas en lb/MMSCF (Menos de 81 kg/MM M3)
  • 66. Endulzamiento – Descripción del proceso De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina AAntorcha A Unidad APR Separador de salida Unidad Amina Agua de reposición Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Filtración de Amina Aeroenfriadores de Amina TORRE CONTACTORA Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Bombas principales de Amina Acumulador de Amina A Torre de Tanque Flash
  • 67. Seguimiento del proceso - Variables de interés De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina Presión Caudal Temperatura Presión diferencial Nivel inferior y superior Concentración de CO2 Entrada a planta
  • 68. De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce Temperatura de entrada Intercambiador gas/gas Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 69. De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina TORRE CONTACTORA Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce Presión diferencial Temperatura de platos Temperatura de gas entrada a torre Temperatura y caudal de amina pobre Nivel Absorción Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 70. De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina TORRE CONTACTORA Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce Temperatura Concentración de CO2 Gas dulce Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 71. De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina AAntorcha A Unidad APR Separador de salida Unidad Amina TORRE CONTACTORA Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce Presión Caudal de gas tratado Nivel del separador Gas dulce Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 72. De Separador de Entrada A Estabilización de Gasolina AAntorcha A Unidad APR Separador de salida Unidad Amina TORRE CONTACTORA Intercambiador Gas Acido/Gas Dulce A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina Regeneración Presión Temperatura Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 73. Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina Regeneración Concentración MDEA Carga ácida MDEA Tendencia a espuma Sólidos e HC Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 74. Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Regeneración Temperatura de vapores de tope Temperatura de platos Presión diferencial Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 75. Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Regeneración Nivel de fondo Temperatura de salida del rehervidor Caudal amina pobre Ensayos de MDEA pobre Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 76. Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Regeneración Temperatura de condensación Caudal de reflujo Presión de operación Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 77. Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Caudal venteo CO2 Regeneración Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 78. Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Aeroenfriadores de Amina Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Seguimiento del proceso - Variables de interés Temperatura Regeneración
  • 79. Agua de reposición Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Aeroenfriadores de Amina Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Seguimiento del proceso - Variables de interés Análisis completo agua Regeneración
  • 80. Agua de reposición Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Filtración de Amina Aeroenfriadores de Amina Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Filtración de amina Caudal de amina Presión diferencial Sólidos e HC en MDEA Seguimiento del proceso - Variables de interés
  • 81. Agua de reposición Separador de Gas Acido A drenaje cerrado Venteo Gas Acido Filtración de Amina Aeroenfriadores de Amina Intercambiador de placas A Horno Tanque Flash de Amina De bombas de amina De Horno de Aceite Térmico A tanque Aceite Térmico Bombas booster Rehervidor Bombas de reflujo Condensador de reflujo Separador de reflujo TORRE REGENERADORA Bombas principales de Amina Acumulador de Amina A Torre de Tanque Flash Bombeo de amina Caudal de amina Ensayos MDEA Seguimiento del proceso - Variables de interés