Planta de Absorcion Rio grande

1. 3.1. Planta de Absorción
Ilustración 1 Planta de Absorción Río Grande
La planta de Absorción de Río Grande como se dijo, procesa gas natural y obtiene de éste : Propano, Butano, GLP y
Gasolina Natural. El gas que entra a la planta de absorción es el llamado “gas de alimento”, resultado de la unión de gases
que llegan del gasoducto del norte y de diversos campos, con el gas que es producido en Río Grande y que viene de la
planta de Inyección.
El gas que desde ahora también se lo llama rico, es sometido a su primer tratamiento, un primer enfriamiento.
Intercambiador Gas-Gas
El gas rico, entra por los tubos del intercambiador junto con una inyección de monoetilen glicol a una temperatura de 75º F
y con una presión aproximada de 900 Psi, es enfriado por el gas pobre que viene del presaturador, hasta una temperatura de
25º F.
Chiller
El gas rico entra a continuación, junto a una nueva inyección de glicol, a la primera sección del Chiller, un intercambiador
gas-propano de dos secciones, este intercambiador debido a las bajas temperaturas, utiliza propano para enfriar aún mas el
gas rico, de los 25º F hasta aproximadamente –1º F (-18.33º C).
Circuito de Propano
El propano llega en estado líquido a los chillers, para enfriar tanto el gas rico como el aceite pobre , al efectuar dicha
operación, por una caída de presión en el Chiller, el propano cambia de fase a estado gaseoso, el gas propano pasa a través
de un depurador horizontal, (que cumple la misma función que un depurador de gas), y se dirige a los compresores que
comprimirán el gas que ahora está con una presión de 20 Psi, por tanto esta será la presión de succión del compresor, este
descargará gas propano a 200 Psi, el gas pasa por una serie de enfriadores con el objetivo de condensarlo nuevamente, el
propano líquido, es acumulado en el tanque acumulador, de donde es mandado al Economizador, lugar donde se produce
una caída de presión hasta 70 Psi, en ésta expansión se desprende gas con la misma presión, que se envía a la etapa
intermedia del compresor. El propano líquido también a 70 Psi es enviado a los Chillers, para enfriar el gas rico y de esta
manera cerrar el circuito.
Separador Hidrocarburo - Glicol
El monoetilen glicol que ingresa tanto en el intercambiador gas-gas como en el chiller, con la función de atrapar toda el
agua que aún se encuentra en el gas, es separado en este tanque obviamente junto con el agua. Este tanque de separación es
básicamente un separador bifásico, con la diferencia de tener un compartimiento adicional que permite un mayor tiempo de
residencia para separar del hidrocarburo todo el conjunto de glicol y agua.
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2. Ilustración 2 Sistema de enfriamiento y separación (Planta de Absorción)
Torre de Absorción y Presaturador
Un elemento vital en el proceso de Absorción es el llamado Lean oil o Aceite Pobre, un hidrocarburo que de acuerdo a una
destilación Engler tiene un punto inicial de ebullición de alrededor de 300º F, un punto final de 470º F y una densidad de 52
grados API, es el encargado de absorber los licuables y gasolina natural que se encuentran mezclados con el gas rico o gas
de alimento.
El gas sin agua ni glicol ingresa por la parte inferior de la Torre de absorción donde fluye hacia la cabeza en contacto con el
flujo en contracorriente del Lean oil, al mismo tiempo que éste absorbe los hidrocarburos mencionados anteriormente.
El Lean oil se une al gas que sale por la parte superior de la torre (gas pobre), y juntos pasan a la segunda sección del
Chiller para bajar su temperatura hasta aproximadamente 1º F, y finalmente dirigirse al Presaturador.
El presaturador es, básicamente, un depurador vertical, de donde por la parte superior se desprende el gas pobre, dejando en
la parte inferior al Lean oil, y algunos hidrocarburos absorbidos, los mismos que vuelven a la torre absorbedora por la parte
superior, entrando en contacto con el gas rico que entra por la parte inferior, cerrando así el circuito.
Como se dijo, de la parte superior del Presaturador, se desprende gas conocido como gas pobre o Residual, que absorbe
calor del flujo de gas rico o de alimento en el intercambiador gas-gas, al mismo tiempo que gana calor y está listo para ser
enviado nuevamente a la planta de Inyección para que de acuerdo a su destino final tenga un tratamiento específico.
Tanque Expansor
El aceite rico (Lean oil e hidrocarburos absorbidos) sale por el fondo de la torre absorbedora y se dirige a la primera de las
dos etapas del tanque expansor, en esta se provoca una caída de presión con el fin de eliminar todos los posibles gases
livianos que han podido ser arrastrados por el lean oil en el anterior proceso. La presión en esta etapa baja a 500 Psi
produciéndose un desprendimiento de gases con igual presión.
La parte líquida es enviada a la segunda fase del expansor, donde la presión vuelve a caer hasta 300 Psi causando
nuevamente un desprendimiento de gases con la misma presión. Así ambos gases pasan por su respectivo depurador para
luego dirigirse a los compresores donde los gases de 300 entrarán como succión del compresor, los de 500 a la etapa
intermedia para finalmente descargarlos comprimidos a 900 Psi, este gas pasa por un enfriador y finalmente es enviado
nuevamente a la planta de Inyección.
El aceite rico, después de pasar por el tanque expansor, es precalentado en el intercambiador de calor Aceité magro-
AceiteRico, para comenzar el proceso de Deetanización.
Sistema de Deetanización
Después de un precalentamiento hasta una temperatura aproximada de 55° F, el aceite rico a través de una diferencia de
presión es enviado del intercambiador de calor a la parte media de la torre deetanizadora, ésta es una torre de 98 pies de
altura con 36 platos en su interior.
La torre mantiene una temperatura en el fondo de aproximadamente 430º F, el control de esta temperatura se realiza a través
de un reboiler o rehervidor y un trimmer o afinador.
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3. Intercambiador Lateral
Para comenzar el circuito de calentamiento el aceite rico sale de la deetanizadora y pasa a través de los tubos de este
intercambiador con una temperatura de 150º F calentándolo hasta 220º F para ser nuevamente dirigido a un nivel
inmediatamente inferior de la torre. Por la carcaza de este intercambiador pasa el flujo de aceite magro que viene de calentar
el reboiler; a una temperatura de alrededor de 350º F misma que al salir del intercambiador lateral es de 200º F.
Reboiler & Trimmer
Seguidamente una nueva línea sale de la deetanizadora con aceite rico y se dirige al reboiler con una temperatura de 260º F
para ser calentado a 425º F, entra inmediatamente después al Trimmer que dará la temperatura exacta para un proceso de
deetanizado eficiente, la cual se encuentra alrededor de los 430º F. El aceite rico con esa temperatura nuevamente entra a la
deetanizadora cerrando el ciclo del control de la temperatura.
El reboiler es calentado por Aceite pobre que llega de la destiladora con la temperatura de fondo de la misma es decir, 550º
F, saliendo a una temperatura de 350º F y dirigirse al intercambiador lateral a calentar el aceite rico. Por otro lado, el
Trimmer es calentado por Aceite pobre que llega del fondo de la destiladora mediante las bombas de circulación. Mas
adelante se describirá el circuito de Lean oil.
Así por la parte superior de la torre a 330 Psi, sale el resto de los gases livianos hasta el Etano y se une a la línea de gases
de 300 Psi que sale de la segunda etapa del expansor. Por el fondo de esta torre sale el aceite rico ya con muy poco etano
que se dirigirá a su próximo tratamiento en la destiladora.
Como primer paso en este tipo de proceso se sabe que existe, al igual que en los anteriores casos, un precalentamiento
realizado en un intercambiador de calor calentado por Aceite pobre que viene directamente del fondo de la Torre
destiladora, por tanto se encuentra a aproximadamente 550ºF y calentará al Aceite Rico detanizado hasta 435ºF, temperatura
con la que entrará a la torre por la parte media.
Ilustración 3 Torre Destiladora ubicada en la planta de Absorción
La torre destiladora separa al Propano, Butano y Gasolina Natural del aceite rico, de esta manera, el aceite vuelve a
convertirse en aceite pobre o Lean oil y puede comenzar nuevamente tanto con el circuito de calentamiento, como con el
proceso de absorción
Funciona al igual que la torre deetanizadora con elevadas temperaturas en el fondo de aproximadamente 550º F, que
garanticen una eliminación o desprendimiento de gases, por la cabeza de dicha torre, de los hidrocarburos ya nombrados.
Circuito de Lean oil
El circuito de Lean oil, como ya se dijo, es de vital importancia para un proceso eficiente en la planta de Absorción, además
de realizar la primordial función de Absorber, es el elemento principal usado para transmitir calor en la mayor parte de los
procesos de intercambio de calor.
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4. Bombas ubicadas cerca de la torre de destilación, impulsan el Lean oil de la destiladora hacia los hornos calentadores
donde la temperatura del aceite asciende a 560ºF, obteniendo de está forma el calor que a lo largo del circuito irá perdiendo,
así, parte del lean oil salido de la destiladora e impulsado por las bombas se dirige a calentar el trimmer de la detanizadora y
la mayor parte de los precalentadores y reboilers a excepción del de la detanizadora y los intercambiadores lateral y magro-
rico de la misma, que son calentados por la línea de lean oil que sale directamente de la torre destiladora, sin pasar por las
bombas impulsoras. Después del intercambio de calor, el Lean oil vuelve a través de varias líneas, hacia los Hornos
calentadores para ganar calor y completar el circuito, sin embargo el Lean oil que participó en el intercambiador Lateral,
después de pasar por un enfriador y precalentar el aceite rico en el intercambiador Magro-Rico, es impulsado por bombas en
parte hacia la cabeza de la torre detanizadora, en forma de reflujo, y en parte hacia la línea de gas que sale de la absolvedora
hacia el Pre-saturador, para realizar el proceso de absorción.
El Propano, Butano y Gasolina Natural que son desprendidos por la cabeza de la Destiladora, en forma gaseosa, pasan a
través de enfriadores que condensan esta mezcla de gases para seguidamente acumularlos en el tanque reflujo del que salen
dos líneas: Una de ellas manda reflujo a la cabeza de la torre destiladora, con el fin de mantener la temperatura deseada
dentro de ella, que permita destilar solo los productos deseados, y la otra línea lo envía hacia su siguiente tratamiento en la
Depropanizadora.
Depropanizadora
Antes de entrar a la torre Depropanizadora La mezcla de hidrocarburos obtenida, necesita ganar calor, por lo que en primera
instancia pasa por un intercambiador con gasolina donde obtiene calor de la gasolina natural, la misma que va de salida
hacia los enfriadores para ser acumulada en el tanque de gasolina antes de enviarla junto al condensado hacia la refinería de
Palmasola, mas adelante se detallará la obtención de este hidrocarburo. El calor ganado en este primer intercambio de calor,
no es suficiente, por lo que la mezcla pasa por otro intercambiador, esta vez obteniéndolo del lean oil caliente que viene
directamente de la torre destiladora.
El Propano, Butano y Gasolina Natural, con el suficiente calor, son mandados a la torre depropanizadora, donde, y
siguiendo el mismo principio de las torres anteriormente descritas, eliminará todo el propano por la parte superior en forma
gaseosa, dejando en la parte inferior el Butano y la Gasolina Natural.
El Propano utiliza el mismo método de reflujo que la torre de destilación, es decir, enfriadores bajan la temperatura al
propano para luego y desde un tanque de re-flujo mandar parte a la cabeza y parte hacia un intercambiador en “U” que
enfriará aún mas el propano con el gas combustible de la planta, ahora el propano esta listo para su almacenamiento.
Por la parte inferior de la torre, esta última mezcla de hidrocarburos, pasa a un re-hervidor o Reboiler, donde calentado por
el lean oil, que llega de la torre destiladora, se asegura de dar el calor necesario para el desprendimiento de propano,
además que de aquí la mezcla es mandada por otra salida en parte nuevamente hacia la torre y en parte hacia la torre
debutanizadora.
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5. Debutanizadora
El Butano y la Gasolina Natural son inyectados en la parte media de la torre debutanizadora, donde recibe un tratamiento
muy parecido al de la depropanizadora, se desprende butano por la cabeza, este pasa por los enfriadores y se va al tanque de
reflujo para finalmente estar listo para su almacenamiento. La gasolina pasa por otro reboiler igual que el anterior caso es
calentado por Lean oil y mandando parte a la torre y por otro lado gasolina natural hacia el intercambiador con gasolina
previo a la depropanizadora, para perder calor y ser enviada a través de bombas a la planta de Inyección junto con el
condensado de donde serán despachados hacia la refinería de Palmasola.
Regenerador de Glicol
El glicol con el agua, realiza un circuito de regeneración, para poder ser utilizado una y otra vez como agente deshidratante,
en primera instancia es precalentado en los tanques de surgencia, para seguir luego hacia el tanque de flasheo, que permitirá
eliminar cualquier gas que haya podido ser atrapado junto con el agua, después pasa a través de filtros que se encargan de
detener todo tipo de impurezas que puede arrastrar el agua. El glicol con el agua ahora es enviado a la chimenea, que es
calentada por un reboiler a base de Lean oil caliente y de donde elimina toda el agua en forma de vapor. El glicol caliente
cae por gravedad y baña los tanques de surgencia, precalentando la mezcla de glicol y agua.
Sistema de Compresión
El propano como agente enfriador es de vital importancia en la eficiencia de la planta, su compresión es, por ende, también
de mucha importancia, a continuación en la tabla 9 se detallan las características de cada uno de los compresores en la
planta de Absorción.
Numero de
Compresor
Tipo de
Gas
Motor Compresor Etapas [Psi.]
Marca Pot. [HP] Vel. [RPM] Marca Cap. [Mmpcd] Succión Intermedia Descarga
1 Propano - 2250 330 Cooper Bessemer 10 20 70 200
Gas nat. 6 300 500 1000
2 Propano - 2250 330 Cooper Bessemer 10 20 70 200
Gas nat. 6 300 500 1000
3 Propano - 2250 330 Cooper Bessemer 10 20 70 200
Gas nat. 6 300 500 1000
4 Propano - 2250 330 Cooper Bessemer 10 20 70 200
Gas nat. 6 300 500 1000
Tabla 1 Características de Compresores, Planta de Absorción
Los gases que han sido generados tanto en la primera como en la segunda etapa del expansor, así como el Etano
desprendido en la torre detanizadora reciben un tratamiento de compresión; Los gases de la primera etapa del expansor se
encuentran a aproximadamente 500 Psi de Presión, por lo que después de pasar por un depurador, entran como etapa
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6. intermedia a los compresores, los gases de la segunda etapa del expansor con una presión de 300 Psi después de pasar por su
depurador ingresan como succión al compresor para que este finalmente descargue gas con 1000 Psi de Presión.
La versatilidad de la planta de Absorción permite darle diferentes destinos a este gas comprimido, ya que puede ser
utilizado como reciclo en la misma planta, enviarlo a la planta de Inyección como gas residual, o mandarlo directamente a
la línea de exportación al Brasil.
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