4. CONTENIDO DE AGUA EN LA REGIÓN DE HIDRATO Formacion de hidratos tiempo Composicion del gas, grado de agitacion “periodo de la formación de hidratos” el agua liquida presente esta en termino “liquido meta estable”. El agua metaestable ..en equilibrio existirá como un hidrato.
5. Hidratos en sistemas de gas natural Hidrato.. Su formación en sistemas de gas Estructuras de hidratos: Estructura I (C1, C2, CO2, H2S) Estructura II (C3, iC4, nC-4) Estructura H (C5+)
6. Formación de hidratos Condiciones primarias. El gas o el liquido deben estar en el o por debajo del punto de roció del agua o a la condición de saturación Temperatura Presión Composición Condiciones secundarias. Mezclado Espacio físico para la formación del cristal Salinidad P. aumenta …T. disminuye hasta formacion
7. CONTROL DE HIDRATOS La formación de hidratos, puede evitarse removiendo el agua del gas antes del enfriamiento de los hidrocarburos por debajo de la temperatura a la cual podrían aparecer los problemas Procesos de deshidratacion Absorcion Adsorcion
8. DESHIDRATACION CON SÓLIDOS DESECANTES En la industria se utilizan lechos fijos de desecantes para deshidratar gas, deshidratantes típicos tenemos Un deshidratador de lecho fijo generalmente tiene :
9.
10. La restitución del desecante requiere : El flujo de adsorción es generalmente hacia abajo: Los lechos deben ser regenerados apropiadamente
11. Las unidades de sólidos desecantes generalmente son más costosas y difíciles de operar que las unidades de glicol: En procesos donde se encuentran temperaturas criogénicas: Los desecantes en uso comercial caen en alguna de estas tres categorías: Geles Alumina Tamices Moleculares
12. TAMICES MOLECULARES Los tamices moleculares son desde el punto de vista químico, silicatos de aluminio La adsorcion de agua en los tamices es un proceso reversible: La fuerza de adsorcion cationes actúan como puntos de fuerte carga positiva los tamices son utilizados para eliminar contaminantes indeseables
29. DISEÑO DE UN SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN CON DESECANTES SECOS Su diseño determinar los parámetros fundamentales asociados a la instalación y a los contratos de venta
30. Tipo de desecante y cantidad requerida Diferentes tipos de desecantes
31. Volumen de desecantes en una camada El volumen de material deshidratante que requiere una camada, se puede calcular con la siguiente formula:
32. Diámetro y longitud del adsorbedor Muchos diseñadores establecen una relacion practica de L/D = 4 o L= 4 D.asi verificar la velocidad
33. Velocidad del gas El seudo –tiempo de contacto ( Stc) puede ahora calcularse:
35. Calor latente de vaporizacion del agua Q= masa de agua a describir x calor latente de vaporizacion del agua Calor de desorcion del agua A falta de datos del fabricante puede suponer un 10% del calor de vaporizacion
36. Calor necesario para calentar el agua hasta la temperatura de evaporacion Calor necesario para calentar el desecante
40. Temperatura de contacto Mayor Tcontacto Menor H2O ads Rango 80- 100ºF Presion de operación Mayor P Menor Vgas -P Aumentan tamaño d los equipos +P Aumenta espesor de los recipientes Tiempo de contacto F (req. tamiz) descenso apropiado * rocio ∆P ++Vel. romper particulas del tamiz Tamaño de las particulas del tamiz si reduce ++sup ads. Capacidad ++ΔP
41. Problemas Operacionales Baches o tapones de agua Causa: Daño en el lecho de los tamices. Solucion: trampa o separador. Cambios bruscos de presion, Velocidad excesiva del gas, movimientos del lecho debido al calentamiento y enfriamiento Causa: compactacion del empaque Solucion: buen diseño mecanico
42. Problemas Operacionales Contaminacion del tamiz Causa: HC pesados, destilados, condensado Solucion: filtros o lechos de Sílica Gel o Bauxita aguas arribas del adsorbedor.
44. Procedimiento de Calculo Parametros basicos para el diseño • Tasa del flujo del gas: 10 MM pcdn en el cálculo a 14,7 lpca y 60°F • Presión a la entrada: 1000.0 lpc • Punto de rocio a la entrada: 90°F • Punto de rocio a la salida: 10°F • Capacidad de adsorción: 5% W (sílica o alúmina) • Duración del ciclo: 8 hrs • Regeneración: Gas natural • Enfriamiento: Gas natural • Tipo de Torre: Vertical • Velocidad permisible: 30 pies/min. • Temp. del gas a la entrada: 95°F • Gravedad especifica del gas: 0,70
45. Volumen requerido de desecante El contenido de agua del gas en la entrada a la planta es de 46 lbs/MM pcn y en la salida: 2,9 lbs/MM pcn, lo cual totaliza: En un ciclo de ocho horas, el deshidratante debe retener: Con un 5% por peso, cada torre debe tener: Si el deshidratante tiene una densidad bruta de aproximadamente 50 lbs/pie3, el volumen requerido (V1) seria:
46. Tamaño del recipiente Algunos operadores limitan la velocidad del gas dentro de la torre a 30 45 pies/min., con el fin de disminuir las pérdidas de presión en la torre y la rotura del sólido La nueva área transversal seda de: La longitud de la camada seria: EL tamaño del recipiente dependerá del diseño mecánico, que utilice el fabricante. La eleccion de la altura, a su vez, permite estimar un determinado seudo tiempo de contacto del gas con el deshidratante:
47. Tamaño del recipiente En cualquier caso se recomienda que la camada tenga por lo menos de 2 a 3 pies de espesor, para evitar la canalización. Las torres pueden ser horizontales o verticales, ellas difieren con el fabricante, por lo tanto es de esperarse que el diseño interno también sea diferente. La mayoría de estos diseños dan un servicio satisfactorio, la elección normalmente depende de la preferencia individual y/o del precio.
48. DESHIDRATACION DEL GAS NATURAL POR ADSORCION Gas para la regeneración: Cantidad de gas Temperatura final Subdivisión de carga calorífica total Calor de desorción del agua. Calor latente de vaporización del agua. Calor sensible para calentar el agua hasta la temperatura de evaporación Calor sensible para calentar el desecante. Calor sensible para calentar la carcasa. Perdidas de calor
