OPERACIÓN DE LA PLANTA CRIOGÉNICA

7/27/2019 OPERACIÓN DE LA PLANTA CRIOGÉNICA

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OPERACIÓN DE LA PLANTA CRIOGÉNICA

El gas que sale de los separadores a una presión de 950 psi , operados por NCD, entran

primeramente a los coolers de entrada a la planta (A; B) Los cuales se encuentran

prendidos de acuerdo a las condiciones operativas y climáticas, cuando la temperatura

de entrada a estos coolers es mayor a los 90 ºF, es necesario que estén encendidos losdos coolers (A; B), pero cuando la temperatura baja de 80 ºF, se puede apagar un cooler

para que no se licuen los hidrocarburos mas pesados y el ingreso de la planta, también

puede existir la necesidad de apagar los dos coolers en el caso de que la temperatura sea

muy baja o el clima este frío.

Luego de los cooler el gas entra la torre contactora por absorción la cual se encarga de

capturar el agua que existe en el gas, la misma consta de 6 platos, el gas entra con una

presión de 870 psig y una temperatura de 80ºF por la parte de abajo de la torre, que va

atravesando los platos en forma ascendente y el mismo sale por la parte de arriba de la

torre.

Torre contactora

Por absorción





Separador de entrada (V-101)

Después entra a un separador de entrada (V-101) con una presión de 865 psi, en este

separador hay que revisar el nivel de liquido ya que si en algún caso no funcionara la

válvula de drenamiento automático es a drenar lo manualmente.

Sistema de adsorción

Después del separador ingresa a las torres contactoras por adsorción para extraer con

mayor eficiencia el agua y algunos líquidos contaminantes, este sistema de adsorción es

más eficaz que el de absorción, el sistema de adsorción consiste en:

Dos torres una torre se encuentra adsorbiendo durante 10 hrs. Y la otra torre se

encuentra regenerando durante 10 hrs. Cada regeneración se da cada 20 hrs. Hay que

estar atento a que el horno haya prendido e ir a verificar. La regeneración se la realiza

con gas caliente, el mismo es calentado en un horno exclusivo para el sistema de

adsorción, que se enciende automáticamente por medio de un PLC.

Este sistema de adsorción, recibe este nombre por que se elimina el agua con sólidos es

decir con tamices o Cribas moleculares, pues estas adsorben la humedad con gran

facilidad.

Gas de regeneración, después de ingresar el gas caliente a la torre (por la parte deabajo a una temperatura de 470 ºF), sale con agua y líquidos contaminantes (por la parte

de arriba en estado gaseoso) hacia un cooler de condensación (AC-602) para enfriarlo al

gas y el mismo haga caer los líquidos en un scrubber ( V-108) el cual se lo debe drenar

diariamente por medio de una válvula automática (LCV-108) y manual, sale del

scrubber el gas por la parte de arriba hacia el horno de regeneración para nuevamente

ser calentado y realizar el mismo circuito.

Una vez el gas ha salido de las torres de adsorción ya sea la roja (V-103) o la azul (V-

104), va hacia los filtros



Medición y control de Presión y caudal de entrada a la planta

Una vez el gas que ha pasado por el separador, El gas de entrada a la planta pasa por un

registrador placa orificio, el cual lo grafica en la carta de entrada (in) la cual tiene una

escala de acuerdo a las variables: la presión estática de color rojo su escala va de 100 en

100 la que tratamos de mantener en 850 (esta presión nos la da NCD); la presión

diferencial su escala va de 20 en 20 la que tratamos de mantener en 102 – 104.

Entra a la planta tratando de mantener esa presión (para que no exceda las condiciones

del turbo y con esa presión podemos meter el caudal necesario), con una temperatura de80-85 ºF (viendo la necesidad de prender 1 o 2 coolers) La temperatura la tomamos del

panel de la sala de control de operaciones. y un caudal de 40200 MPCD (las

condiciones de contrato son 40000 MPCD, pero es tener algo como de reserva por si

algún equipo se nos para y reponer ese paro, ya que si no cumplimos los 40000

MMPCD no estamos cumpliendo el contrato).

Estos parámetros los podemos controlar y monitorear con el panel de control, y con las

cartas.



Turbo – Expander

Cave resaltar que si nosotros le damos mayor presión al turbo expander (moviendo la

perilla que se encuentra en automático) para que ingrese mayor caudal, y en el

manómetro del turbo pasa de los 10 psi, podemos abrir la válvula J-T (para verificar si

está abierta o cerrada miramos en el manómetro de la J-T, esa presión está a partir delos 4.5 psi, quiere decir que esta abierta la válvula, y el gas de entrada aparte de entrar

por el turbo ingresa por la J-T lo que da lugar a que ingrese mayor caudal, puede

ocasionar que el turbo trabaje con mas RPM.



Podemos mencionar algunos parámetros resaltantes y de control que se debe tratar de

mantener en el turbo-expander los cuales se dan en este ultimo mes:

Trabaja a una presión de gas a procesar entre 780 – 790 Psi, con una temperatura de

descarga entre -118 - -120 ºF, una presión diferencial de sello de 35 Psi y con una

oscilación de 35000 a 35500 RPM.

El turbo compresor succiona a unos 225Psi (80 ºF) y descarga a 285-290 Psi(115-118 ºF)

Con esto podemos deducir que: si queremos aumentar o disminuir el caudal de entrada

tendríamos que aumentar o disminuir la presión del turbo.

Filtros de entrada

Luego el gas se dirige por dos filtros en paralelo (F-201; F-203) los cuales quitan

algunos contaminantes (residuos que tiene el gas).



El gas pasa por una válvula controladora de presión (PCV-2001) la cual debe estar en el

indicador de de presión en 830 psi.

Después de esta válvula el gas se divide en:

Gas de alta

El gas después de la PCV-2001, entra a un intercambiador (E-401) en el cual se enfría

ingresando por la parte superior y saliendo por la parte inferior.

Luego del E-401, ingresa al sistema de enfriamiento, empieza por el chiller E-403,

como este equipo se encarga de cambiar de un estado monofásico (gas) a un estadobifásico (gas - liquido),



Para extraer el liquido se necesita un separador del chiller (V-105) en el cual el liquido

se decanta en la parte inferior (este liquido se dirige a un intercambiador E-408, luego

va a la torre demetanizadora como reflujo, en la parte cercana a la de rectificación)

Por la parte superior del V-105 sale el gas con una temperatura de que ingresa a un

intercambiador (E-404) entrando por la parte superior y saliendo por la parte media

(cabe resaltar que en un intercambiador de calor no existe cambio de fase, sino unincremento o disminución de temperatura, en este caso de este E-404 hay unadisminución de temperatura)

Entra a un chiller E-405 (cambia de monofásico a bifásico el fluido) como en el E-403,

este chiller también tiene su separador



(V-106)

el cual por la parte inferior sale el liquido hacia el intercambiador E-402 (después de

este entra a la torre demetanizadora por el medio de la torre cercana a la zona de

rectificación)

El gas sigue el proceso pasando por un intercambiador (E-406) para enfriarse aún más

el gas

y así ingresar al separador expansor (V-107) en el cual sale el gas tratando de mantener

una presión que no pase de los 790 psi y una temperatura de -60 ºF estas variable son

transmitidas por un PT-2001, hay que verificar que en el visor de este separador no se

suba mas de 4 Cm. el nivel para que no aumente la presión.



Saliendo del V-107 con esa presión y temperatura entra a la succión de turbo expansor

(el cual esta diseñado con otras condiciones) el expansor como su nombre lo dice

produce una expansión al gas, lo que da lugar a que haya una gran disminución de

temperatura, el gas que ha sido expandido ingresa a la torre demetanizadora por la parte

superior, dando la mayor temperatura a la torre.

Sistema de enfriamiento con propano

El objetivo de del sistema, es como su nombre lo dice enfriar al gas de entrada a la

planta para extraer los licuable y para esto se necesita equipos y un fluido refrigerante

que en este caso seria el propano (este refrigerante es producido por una fabrica de

propano llamada depropanizadora, la cual se alimenta del GLP, del cual solo extrae

propano y etano, se encuentra anexada la cromatografía y la operación de esta)

En este sistema, existe un circuito cerrado en el cual, se describirá, con mayores

detalles:

El gas que sale de la depropanizadora sale unos TK¨s almacenadores de C-3,

normalmente se encuentras uno abierto y otro cerrado, se lo controla si se llena o esta

vacio por medio de un medidor que indica que porcentaje se encuentra lleno, estos TK,

hay que verificar mas que todo en el día (por el calor) que su presión no se eleve a mas

de 250 Psi, por que la válvula de seguridad alivia, si se encentra cerca esa presión para

que no alivie se debe ventear el TK, ya sea a la tea o a la ATM.

El C-3 de los tanques se lo aumenta al sistema de enfriamiento y si este está

óptimamente producido va a refrigerar bien, es decir sin butanos, pentanos.



Acumulador

En este sistema de enfriamiento el C-3, tiene su acumulador (V-112) en el cual la

presión en este no debe excederse de los 250 Psi, por que sino se paran los compresores

de propano por alta Presión de descarga, en este cumulador existe un visor en el cualnotamos si se encuentra lleno o vacío, si esta por mas arriba de la mitad del visor )con

demasiado nivel) quiere decir que los esta casi lleno y que a los chillers les esta faltando

refrigerante y se tendría que abrir la válvula por medio del regulador.

Intercambiador E-407

Luego de este acumulador el refrigerante sale hacia un intercambiador E-407 entrandoa una temperatura de 85 ºF y saliendo con una temperatura de 75 ºF, a un economizador

(V-111).

Economizador (V-111)

En este equipo el refrigerante que sale por la parte superior en estado gaseoso se dirige

a la etapa intermedia de los compresores de propano, por la parte inferior sale hacia los

chillers (E-403; E-405; E-408, este ultimo no se encuentra trabajando) a estos chillers esnecesario prestarle una atención permanente, por que, no tienen que rebalsar ni vaciarse



de propano, para operarlos tenemos un regulador por el cual se controla el cierre o

abertura de la válvula de ingreso al chiller, en estos equipos es optimo mantener una

temperatura mayor a -36 °F, pero en estos últimos tiempos el promedio de día es de

-33 °F y de noche -36 °F. Saliendo hacia los compresores de propano con una presión

de succión de 1-3 Psi.

Cuando el chiller esta rebalsando, podemos darnos cuanta los siguientes aspectos:

La presión de succión se eleva mayor a 3 Psi

El acumulador V-112, en su visor no existe nivel

Hay algunos tubing o bridas de los chillers, que se encuentran congeladas.

También si se encuentra rebalsando se puede calentar el chiller, como también

Puede hacer para un compresor de propano, por alta succión o en tal medida

Succionen líquido.

Si el chiller se encuentra vacío, podemos darnos cuenta en los siguientes aspectos

La presión de succión de los compresores de propano se baja menor a 1 Psi.

En el acumulador se ve el visor con elevado nivel.



Puede incrementar la presión de descarga en el acumulador.

Después de los chiller el refrigerante C-3 va a un scrubber de succión.

Scrubber de succión (V-110)

A este equipo entra el refrigerante en estado gaseoso, por si tuviese un poco de fase

líquida se quede en el fondo del scrubber y por la parte superior solo va gas a la

succión de los compresores de propano, por que no puede entrarles liquido.

Compresores de propano.

Compresores de propano

Existen 4 compresores de propano, pero solo trabajan 2 y los otros dos se encuentran en

S/B. Estas unidades succionan el propano a 1 – 2 Psi, (28 – 31 °F) normalmente, ya

que si exenden una succión mayor a 4 pueden pararse y descargan a 190 – 200 Psi. (190

– 200 °F).

Estos proponeros comúnmente llamados descargan el refrigerante a un filtro, el cual

captura residuos en el propano, Luego ingresa al cooler.



Cooler de propano

Este cooler lo enfria al refrigerante, para que así ingrese al acumulador V-112.Podemos resaltar, que se hizo limpieza del este cooler, lo cual reflejó mejor

enfriamiento de la planta, pues la temperatura de los chiller enfrió unos 2 °F.

Por eso es importante seguir a cada equipo, si sigue funcionado con la misma eficiencia.

Después de este cooler sale al acumular como hemos mencionado, y se realiza otra vez

el circuito de refrigeración.

Gas de alta

Este gas que ha pasado por la PCV – 2001, pero se ha desviado del gas de baja, se

dirige hacia el intercambiador E-402 (A/B) en el cual ingresa por la parte superior y sale

por la parte inferior intercambia calor con los líquidos que han sido decantados en los

separadores (V-105;V-106), entonces el gas de baja intercambia calor con los líquidos,

los cuáles están mas frío, este gas se enfría volviendo a unirse con el gas de baja

cuando este sale del chiller E-403, e ingresan juntos al separador (V-105), entonces

continua el proceso como se lo describió hasta la torre demetanizadora.

Torre Demetenizadora

La torre consta de dos zonas:

- Zona de despojamiento. Es por donde los hidrocarburos mas pesados, se quedan o

van decantando existiendo reflujo por gravedad. En esta zona la temperatura de fondo

normalmente la operamos entre 175-177, de acuerdo a las exigencias de la

cromatografía, si queremos que en nuestra producción de GLP haya mayor porcentaje

de etanos, lo que tendríamos que hacer es disminuir la temperatura de fondo o si

tendríamos que disminuir el porcentaje de etanos en la producción de GLP, leaumentaríamos la temperatura de fondo. Esto se debe este fenómeno se debe a las



volatilidades de los carbonos, es decir los (C1, C2, C3, C4, C5, C6+), que si nosotros le

damos mas temperatura los mas volatiles se van por la zona de rectificación.

Por el fondo de esta zona los componentes menos volátiles salen una parte como refujo

(el cual intercambia calor con un intercambiador E-412, se calienta este reflujo y así

ingresa nuevamente a la planta) y lo demás se va a la torre Fraccionadota.

- Zona de rectificación. Esta zona es la que rectifica, es decir por donde salen los

componentes que uno desea, por eso cada torre tiene su nombre y de acuerdo a eso

salen por la cabeza, en la parte media de la torre es la temperatura que uno debe

mantener debajo de los 30°F, para la eficiencia de la planta.

En esta zona en la parte de la cabeza entra el gas del turbo expander es decir el gas mas

frío de la planta a una temperatura de unos -118 -120 °F, y por sus volatilidades se Irán

separando mas con la ayuda de los platos. También por la cabeza de esta zona pero por

la parte más alta sale lo que denominamos el gas residual (cuyo análisis esta anexado)

En esta torre nuestro objetivo es sacar por la cabeza los componentes tales como el

metano, etano, y un cierto porcentaje de propano que no sea mayor de 0.30% (esto es para que no nos afecte en la optimización del proceso es decir la eficiencia y

producción) para que en nuestra torre demetanizadora tengamos ese % de propano,

debemos realizar operaciones tale como:

- Si en nuestro análisis de gas residual la cromatografía del gas que sale por la

cabeza de esta torre) la composición de C3 es mayor a ese parámetro tendremos que

revisar nuestros sistema de enfriamiento.

- También podemos verificar si los compresores de succión este gas estén

trabajando en buenas condiciones (compresión, RPM, temperatura). Ya estos pueden

afectar en la presión de cabeza de la torre haciendo una contrapresión (en lo que hemos

podido observa de que en estos últimos meses esa presión de cabeza ha estado



trabajando por encima de las condiciones, es decir por encima de los 270 psi, y debería

estar trabajando menor a los 255 Psi.

Esto afecta también a la eficiencia de la planta

- Si existe una temperatura de fondo alta por encima de los 179 °F, tendremos

una perdida de producción de GLP, por que los etanos en el análisis cromatografico

van a salir bajos.

Como hemos dicho que la torre consta de dos zonas, la zona de rectificación envía el

gas más volátil hacia los compresores residuales pero antes de esa succión pasa por una

serie de intercambiadores para enfriar al gas de entrada, lo cual se describirá a

continuación:

• Cuando sale del turbo por la cabeza a una temperatura de -96 °F y una presión

(como mencionamos anterior mente que se encuentra fuera de la condiciones) entre 270

– 275 Psi, ingresa al intercambiador E-406 (ingresa por la parte inferior y sale por la

parte superior). Luego este gas residual pasa a un intercambiador E-404 (entrando por la

parte superior y saliendo por la parte superior), sale y va otro intercambiador el E-401

(entrando por la parte inferior y saliendo por la parte superior), de ahí va al

intercambiador E-407, que luego de este ingresa a la succión del turbo compresor, este

descarga a una temperatura variable de 114 – 116 °F y una presión de unos 270.

después pasa por un cooler (AC-601) en cual enfria el gas para que este sea succionado

por las unidades de compresión de gas residual.

Gas combustible

El gas residual también se lo utiliza una parte en gas combustible, este gas es registrado

por un medidor placa orificio el cual lo grafica en una carta, con distinta escala a la de

entrada la presión estatica está de 100 en 100 Psi (normalmente se mantiene en 140 Psi)

la presión diferencial esta de 10 en 10 Psi (normalmente se mantiene en 32-34 Psi) y la

temperatura con una escala de 15 en 15 (oscila entre 75-66 ºF).

El gas combustible que se utiliza la panta criogénica, a continuación podemos apreciar

aproximadamente su proporción:



Unidades de compresión del gas residual

Estas unidades se encargan de succionar el gas residual del turbo compresor y enviarlo

a las unidades de inyección que estos los descargan a pozos para una recuperación

secundaria por medio del sistema de gas lift y a la unidad de venta que descarga algasoducto.

Estas unidades son:

• K-1 (71845). Esta unidad es de una etapa, normalmente tiene una succión de

265-275 psi, y una descarga de unos 820-830 psi.

Descarga a una temperatura de unos 235 – 250 °F

Trabajan a unas 1170 – 1175 RPM.

• K-1 (71846). Esta unidad es de una etapa, normalmente tiene una succión de



Trabajan a unas 1170 – 1175 RPM.

• K-3 (71828). Esta unidad es de dos etapas, normalmente tiene una succión de



Trabajan a unas 960 - 965 RPM.

Como aclaración podemos decir que si la temperatura ambiente varia (clima caluroso o

clima frío) las condiciones pueden variar en ese rango.

Este gas es medido por un medidor placa orificio, el cual lo grafica en una carta y seencuentra con una escala igual al de entrada. Normalmente se encuentra con una

presión estatica de 790 – 810 psi, cuando no hay ningun de venta o inyección parado,

pero si hubiesen esta presión incrementa por encima de los 820 Psi. La presión

diferencia oscila entre 88 – 95 Psi. La temperatura la tomamos del panel de la sala de

control de operaciones.

Entonces ahora podemos decir que por la zona de despojamiento el hidrocarburo es

bombeado para pasar por un intercambiador de calor E-409, este lo calienta al

hidrocarburo que se encuentra en mezcla, para ingresar a la torre fraccionadora.

Torre Fraccionadora



El principio de esta torre es el mismo que la demetanizadora, ya que los carbonos mas

volátiles se irán por la zona de rectificación, mientras que lo carbonos mas pesados se

irán por la zona de despojamiento.

En esta torre producimos por la parte de la cabeza el GLP y por la parte del fondo producimos la gasolina (los análisis cormatograficos se encuentran anexados).

En la cabeza de la torre tenemos una presión y temperatura variable de acuerdo al

análisis que deseamos ya sea en el GLP o la gasolina (últimamente Repsol nos pide en

el GLP que el porcentaje de etanos sea menor a 2.5% y de Pentanos menor a 2%),

entonces:

- Si queremos bajar los etanos en el GLP (la cromatografía se encuentra

anexada), como hemos dicho, tendríamos que aumentar la temperatura de fondo de la

demetanizadora o si queremos aumentar el porcentaje de etanos haríamos lo contrario.

- Si hay la necesidad de bajar la composición de los pentanos en el GLP, es por

que la torre se encuentra con una temperatura caliente o por encima a la normal

operada, entonces se tendría que bajar la temperatura, ya sea de fondo como de cabeza

(la temperatura de cabeza la operamos entre 139 – 141 ºF para que nos de el análisis

requerido, mencionado con anterioridad).



En la cabeza existe el reflujo (el cual consta de un condensador AC-604, un

Acumulador V-114, y una bomba de reflujo) GLP en un estado liquido en cual si entra

mas reflujo a la torre, esta se va a enfriar, por tal motivo existe un regulador de reflujo

que con este regulo la temperatura de cabeza.

La temperatura de fondo la operamos entre 315-318 ºF, en variación a las

Composiciones del GLP.

Otra forma de disminuir la temperatura es aplicar presión a la torre fraccionadora.

tratamos de mantener una presión de 185 Psi, ya que a esta presión y a esas

temperaturas podemos obtener un producto relativamente aceptable.



- Si nuestro producto de la gasolina (la cromatografía se encuentra anexada)

Hubiesen butanos o propanos, estos nos indica que la torre se encuentra por debajo de

los parámetros de temperatura y los mas livianos se están licuando, lo que hacemos es

de aumentar la temperatura a través de distintos reguladores ya sea de cabeza o de

fondo de la torre, procediendo a mantener los parámetros operativos.

- podemos resaltar lo siguiente, si los etanos tienen un porcentaje bajo en elGLP, como también los pentanos podemos estar perdiendo producción de GLP. Y en

la gasolina tendríamos mayor producción. Pero si en el GLP tuviésemos alto

Porcentaje de pentanos estaríamos perdiendo producción en la gasolina y alto

Porcentaje de etanos, no estaríamos dando un buen producto al cliente.

Entonces como ya sabemos los parámetros y las regulaciones que debemos hacer,

resumiendo podemos analizar que: por la cabeza de la torre sale el producto de GLP

(una parte ingresa al reflujo y tambien va a la torre depropanizadora, el resto va a las

salchichas de Repsol, como producto final).El producto de GLP Y GASOLINA, es contabilizado por medidores de caudal, con los

que se toman los meters para saber la producción diaria y también llevamos el control

de producción cada hora.

Por el fondo de la torre tendriamos la producción de la gasolina que sale hacia un

calentador E-411, para aumentar su temperatura, para una parte vuelva a entrar a la

torre por la parte del fondo, y el resto va hacia un cooler AC-604, este lo enfría y sale

hacia los TK de Gasolina de Repsol.

Sistema de aceite caliente

Este sistema consta de un horno el cual calienta el aceite en unos 390-410 °F,

este aceite sale hacia el reboiler E-411, ingresando a este a una temperatura de 400 °F,

después entra al intercambiador E-412 (A/B), lego de este intercambiador sale hacia la

línea que va al acumulador de aceite con una presión de 25 Psi, ingresa al acumulador

por la parte de arriba



y sale por la parte de abajo lo cual es succionado por una bomba (son dos bombas pero

una está en S/B) esta lo descarga al aceite a 70 Psi. Hacia el horno y se vuelve a realizar el circuito de aceite caliente.

Generadores

En la planta criogénica existen tres generadores, de los cuales trabajan dos y uno se

Encuentra en S/B. Estos generadores suministran de energía a distintas unidades

Para su funcionamiento y control de estos, además del PLC de la planta.

Estos generadores son manejados por una persona especializada que es el

Electricista. Pero por cualquier anormalidad debemos comunicarle, algunos rangos

Más sobresaliente pueden ser los siguientes:

RPM entre 907 – 909

Amperaje entre 380 – 390

Voltaje de 480

Controlar la temperatura de aceite y de agua (ya sea en el panel o en el visor del

Cooler de los generadores de la chaqueta de agua).



Podemos apreciar que si nuestros compresores de propano se encuentran con una

Presión de succión elevada o fuera de la normal se va a reflejar en el amperaje de

Los generadores ya que están haciendo mayor esfuerzo o tienen mayor carga.

Compresor de aire

Este compresor tiene la función de comprimir aire, tanto para las válvulas actuadotas,

como también para líneas de aire.

Este equipo debe tener una presión de descarga mayor a los 130 por que si baja de esa

presión puede parar la planta, por que dejan de habilitarse algunas válvulas.

Es necesario revisar tambien esta unidad auque sea pequeño es muy importante para la

planta.



ANEXOS

• Cromatografía de gas de entrada

• Cromatografía de gas de salida

• Cromatografía de GLP

• Cromatografía de gasolina

• Cromatografía de la depropanizadora

EL OBJETIVO DE ESTA PLANTA CRIOGÉNICA ES DE PRODUCIR GLP, GASOLINA, Y EL GAS RESIDUAL (GAS SECO) PARA LA VENTAAL GASODUCTO E INYECCIÓN A POZOS (GAS LIFT)

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