Tema:

Mejoras en los procesos Criogénicos

24-26 enero 2018

Villahermosa, tabasco

Parque Tabasco Dora Maria

“Sustentabilidad Energética”

Abasto, Logística y

Comercialización de

Hidrocarburos y Petrol í feros

Ing. Javier Avila Hernandez

1er Congreso y ExposiciónN a c i o n a l e I n t e r n a c i o n a l

d e

Contenido

I. Introducción

II. Proceso Criogénico

III. Antecedentes

IV. Lavado de turbinas

V. Resultados y beneficios obtenidos

2

3

Materias Primas, Logística, Productos y Transporte

3Líquidos Criogénicos (C2+)86 MBPD a Cangrejera

Introducción

4

Proceso Criogénico

5

Antecedentes

Durante el segundo trimestre del 2016, la planta criogénica 1 presento

una fuerte inestabilidad en los turbocompresores de refrigeración y

residual ocasionando con esto:

• Bajo procesamiento de gas dulce

• Fuertes Eventos de surge en el sistema de refrigeración

• Disparos continuos de los turbocompresores de refrigeración

• Disminución en la recuperación de etano (70%)

COMPRESORES DE GAS

RESIDUAL (VELOCIDAD

NORMAL DE OPERACIÓN)

COMPRESORES DE GAS

RESIDUAL

REFRIGERACION

(VELOCIDAD NORMAL DE

OPERACIÓN )

REFRIGERACION)

GB-103A 9600 rpm GB-103A 8931 rpm GB-201B 5500 rpm GB-201B 4892 rpm

GB-103B 9600 rpm GB-103B 9216 rpm GB-201R 5500 rpm GB-201R 4960 rpm

6

Comportamiento de las Velocidades

7

Comportamiento de las Velocidades

Comportamiento de la inestabilidad del turbocompresor de refrigeración

GB-201R.

8

UBICACION Ppm Sílice

GB-201R .302

SALIDA GRAL. CONDENSADO

CRIOG. 1.606

SALIDA GRAL. CONDENSADO

FRACC..110

GB-401A FRACC. .287

TV-1 CALDERAS .434

TV-101 CALDERAS .303

TV-115 CALDERAS 3.889

Dentro de las posibles causas que pudieron estar ocasionando esta

disminución en las velocidades de los turbocompresores se tenían las

siguientes:

• Baja eficiencia de las turbinas de vapor

• Mala calidad del vapor

• Baja eficiencia en el sistema de condensado y vacío

• Problemas en el sistema de gobierno y askania de los turbocompresores

• Propano refrigerante fuera de especificación

• Baja velocidad en turbocompresores de gas residual por presionamiento

en el sistema de gas residual.

Al ir descartando las posibles causas se detecto presencia de sílice en el

agua de alimentación a calderas mayor a 3 ppm

Posibles Causas

9

Una vez detectado presencia de sílice en el agua de alimentación a

calderas, se reunió el grupo multidisciplinario y se desarrollo un

procedimiento operativo para lavado con condensado caliente de las

turbinas de los compresores de refrigeración y de los compresores de gas

residual.

Este procedimiento consiste en

inundar la turbina con condensado

caliente, estando esta fuera de

operación y con el torna flecha

operando hacer varios ciclos de

lavado monitoreando al inicio y en

cada descarga la presencia del

sílice.

Lavado de turbinas

10

0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70

12:20 12:50 18:30 21:45 03:00 06:45 11:15 12:15

COMPORTAMIENTO DE PPM DE SILICE

SILICE

Como se observa en la grafica durante el primer lavado se tiene un

desprendimiento de sílice y se continua lavando hasta que se observe que

no hay mas incremento de sílice durante el lavado

Lavado de turbocompresor GB-201B del sistema de refrigeración.

Lavado de turbinas

11

Resultados y beneficios obtenidos

Con el lavado de las turbinas de vapor con condenado caliente se logro

mejorar la recuperación de las plantas criogénicas y se logro manejar

mayor cantidad de gas dulce.

Pero principalmente se eliminaron los fuertes eventos de surge que se

tenían en el sistema de refrigeración ya que era el sistema que mas estaba

siendo afectado. Lo que era un riesgo para el personal y las instalaciones ya

que continuamente se tenían disparos de turbocompresores de

refrigeración

Con las acciones realizadas se logro aumentar la recuperación de etano al

75% (diseño), reducción de mano de obra por parte de mantenimiento ya

que no fue necesario abrir los turbocompresores.

COMPRESORES DE GAS

RESIDUAL (VELOCIDAD

NORMAL DE OPERACIÓN)

COMPRESORES DE GAS

RESIDUAL

REFRIGERACION

(VELOCIDAD NORMAL DE

OPERACIÓN )

REFRIGERACION)

GB-103A 9600 rpm GB-103A 9400 rpm GB-201B 5500 rpm GB-201B 5200 rpm

GB-103B 9600 rpm GB-103B 9300 rpm GB-201R 5500 rpm GB-201R 5200 rpm

Tema:

Mejoras en los procesos Criogénicos

24-26 enero 2018

Villahermosa, tabasco

Parque Tabasco Dora Maria

“Sustentabilidad Energética”

Abasto, Logística y

Comercialización de

Hidrocarburos y Petrol í feros

M.C Gimel Alberto Gamboa Jiménez

1er Congreso y ExposiciónN a c i o n a l e I n t e r n a c i o n a l

d e

Contenido

I. Introducción

II. Proceso Criogénico

III. Sellos Secos

IV. Beneficios

V. Cálculos de Beneficios

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Tema 1

14

Subdirección de Procesos de Gas y Petroquímicos

Complejo Procesador de Gas Nuevo Pemex

Introducción

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AzufreGas Acido

Gas LP

Nafta LigeraCondensados Dulces

Condensado

Amargo

Endulzadoras de gas

Gas

Amargo

Etano (Braskem-IDESA)

Nafta Pesada

Líquidos

Criogénicos

Recuperadoras de azufre

Criogénicas

Endulzadoras de condensados Fraccionadoras

C2+ de Ciudad Pemex

Gas DulceCACTUS

Líquidos

Criogénicos

Gas Natural

PEP

Propano

Introducción

16

Introducción

Las plantas Recuperadoras de Etano y Licuables (Criogénicas) fueron diseñadas con

capacidad para procesar 500 MMPCD de Gas Dulce.

Objetivo de las plantas Criogénicas

Diseñadas para recuperar el etano y los licuables contenidos en la corriente de Gas

Dulce, mediante enfriamiento y expansiones sucesivas para así lograr una condensación

parcial del mismo y poder separar mediante fraccionamiento lo que constituirá el gas

residual y la mezcla de etano y licuables.

Se obtienen como productos gas residual de alta

presión, gas residual de baja presión y la corriente de

etano e hidrocarburos más pesados.

El gas residual de alta presión se

comprime hasta una presión máxima de

1,100 Lb/pulg² (77.34 Kg/cm2) man.

para enviarse hacia el gasoducto. La

corriente de etano y licuables sirven de

carga a las Plantas Fraccionadoras.

Sellos Secos

17

Beneficios asociados a la rehabilitación y modernización de

turbocompresores del CPG Nuevo Pemex

Cambio de sellos húmedos a sellos secos

Sellos Secos

18

El CPG Nuevo Pemex utiliza compresores

centrífugos para el transporte de gas natural.

Los sellos instalados en los ejes rotativos de

estas máquinas evitan que el gas natural de alta

presión escape de la carcasa hacia la atmósfera.

Tradicionalmente estos sellos utilizaban parte

del aceite lubricante a alta presión como una

barrera contra el escape de gas. La sustitución

de estos sellos húmedos (aceite) por sellos

secos (aire o nitrógeno) reduce

significativamente los costos operativos y las

emisiones de hidrocarburos. La mayoría de estas

emisiones ocurren cuando el gas absorbido en la

cara de alta presión del sello se separa del

aceite circulante en los desgasificadores.

Los sellos secos, que utilizan aire o nitrógeno,

emiten menos gas natural, requieren menos

energía, mejoran la eficiencia y la confiabilidad

del compresor y también requieren menos

mantenimiento.

Sellos Secos

19

Con el fin de evitar el venteo de vapores de hidrocarburos a la atmósfera en la turbo-

maquinaria, fueron reemplazados los sellos húmedos (aceite) con sellos secos (nitrógeno o

aire) en el Complejo Procesador de Gas Nuevo Pemex.Sellos secos

Una alternativa al sistema de sellos

tradicional (húmedo) es un sistema

mecánico de sellos secos que no utiliza

aceite, sino nitrógeno o aire circulante.

Los sellos secos operan mecánicamente

bajo la fuerza opuesta creada por las

ranuras hidrodinámicas y la presión

estática.Los sellos húmedos utilizan aceite que se

distribuye a alta presión entre tres anillos

alrededor del eje del compresor, formando una

barrera contra la fuga del gas comprimido. El

anillo central está unido al eje de rotación, en

tanto que los anillos laterales están fijos en el

alojamiento del sello, comprimidos contra una

fina capa de aceite que fluye entre los anillos

para lubricar y formar una barrera contra

fugas.

Sellos húmedos

Beneficios

20

Beneficios económicos y ambientales

Los sellos secos reducen sustancialmente las emisiones de hidrocarburos. Al mismo

tiempo, reducen los costos operativos y mejoran la eficiencia del compresor. Los

beneficios económicos y ambientales incluyen:

• Emisiones reducidas. Durante el funcionamiento normal, los sellos secos pierden a

un promedio de 0.001 a 0.004 MMCFD cada uno, dependiendo del tamaño del sello y

de la presión operativa. Si bien esto es equivalente a las fugas de un sello húmedo

en la cara del sello, se debe considerar también que los sellos húmedos generan

emisiones adicionales durante la desgasificación del aceite circulante. Los vapores

de hidrocarburos contenidos en el aceite se ventean a la atmósfera, con pérdidas

totales de entre 0.05 y 0.30 MMCFD, dependiendo del tamaño y presión del

compresor.

• Mecánicamente más simples. Los sistemas de sello seco no necesitan componentes

para circular aceite ni instalaciones para tratamiento.

Beneficios

21

Beneficios económicos y ambientales

• Consumo de energía reducido. Debido a que los sellos secos no requieren aceite, se

reduce el consumo de energía al utilizar bombas de menor potencia. Los compresores

con sellos húmedos necesitan bombas de 125 hp para elevar a 32 kg/cm2 la presión

del aceite de sello, mientras que con sellos secos se utilizan bombas de 50 hp para

lubricación y gobierno.

• Mayor confiabilidad. Los compresores que utilizan sellos secos tienen menos

componentes auxiliares, lo cual se traduce en una mayor confiabilidad y menores

lapsos de mantenimiento.

• Bajo mantenimiento. Los sistemas de sellos secos tienen costos más bajos que los de

sellos húmedos debido a que no tienen las partes móviles asociadas con la circulación

de aceite, tales como válvulas de control y de alivio.

• No contamina el gas comprimido. La sustitución por sellos secos evitan las

pérdidas de aceite hacia el proceso, evitando así la contaminación del gas

natural.