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La DEA se recomienda para el tratamiento de vapores conteniendo
alto tenor de
sulfuro de hidrgeno. La DEA es mucho menos corrosiva que la MEA,
pero la solucin
se vuelve muy viscosa en concentraciones altas. La reaccin de la
DEA con COS y CS2
es ms lenta que con la MEA y los productos de la reaccin son
distintos, lo cual causa
menores prdidas de amina al reaccionar con estos gases.
proceso de endulzamiento con aminas
DESCRIPCIN DEL PROCESO DE ABSORBCIN DE AMINAS
Este proceso consta de dos etapas
A)ABSORBCIN DE GASES ACIDOS
Aqu ocurre la retencin del Sulfuro de Hidrogeno y Dixido de
Carbono de una
corriente de gas Natural cido. En este, caso la absorcin de los
gases cidos se
realiza con al amina secundaria DEA.
) REGENERACIN DE LA SOLUCIN ABSORVENTE
Esta parte es el complemento del proceso donde se lleva acabo la
desorcin(o
eliminacin del compuesto formado entre el gas cido , que se
quiere eliminar de la
corriente de gas cido , que se quiere eliminar de la corriente
de gas Natural ) la
eliminacin de los compuestos cidos , diluidos en la solucin
mediante la adicin
de calor a baja presin. Reutilizado la solucin en el mismo
proceso , este proceso
es de vital importancia, ya que se recupera la amina utilizada ,
y se puede volver a
utilizar en otro proceso de adulzamiento.
LA SECCIN DE ABSORBCIN
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Esta seccin cuenta con equipos , que se denominan torre
absorbedora de gas
cidos y el separador de gas combustible.
Est seccin es alimentada por dos corrientes , una de gas slido
provenientes de los
mdulos de comprensin y otra de soluccin acuosa de Dietanolamina.
(DEA
TORRE ABSORVENTE DE GAS ACIDO
Esta torre absolvedora cuenta 20 platos en los cuales la solucin
DEA pobre
se pone en contacto intimo con el gas , absorbindole casi la
totalidad de los
gases cidos presentes en la corriente de Gas amargo alimentada a
la planta
endulzora . El gas combustible , el cual cuenta con una malla
separadora.
GENERADOR DE LA DEA
Torre generadora de Dea . La solucin de DEA Rica proveniente del
fondo de la torre
absobedora y el separador de gas combustible se alimenta el
tanque el tanque deabsorcin con el fin de eliminar los
hidrocarburos lquidos y parte de gases
cidos retenidos por la DEA.
SECCIN DE ABSORBCIN DEL GAS ACIDO CON AMINA
El gas cido procede del Mltiple de Segregacin se destruye entre
dos
trenes de absobcin . El gas es recibido por los depuradores de
Gas, donde
se remuebe el contenido de liquidos que puedan estar presente en
el gas.
EQUIPOS PRINCIPALES
A-403 A/B: Es un Aeroenfriador de Amina Pobre de 11m de largo
por 3.5m de ancho.
Tiene dos bahas con un mazo de tubos cada una. El calor
intercambiado es del
orden de los 18 MMBtu/hr.
A-404, Aerocondensador de Torre Regeneradora de Amina, es un
aeroenfriador de
11m de largo por 3m de ancho. Tiene solamente una baha con un
mazo de tubos.
El calor intercambiado en es del orden de los 7.4 MMBtu/hr.
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E-401 A/B: Es Intercambiador Amina Rica-Amina Pobre de 49 placas
paralelas, de
1.65m de alto, 0.53m de ancho y 0.19m de profundidad. El calor
intercambiado es
aproximadamente 6.8 MMBtu/h y la presin de diseo del equipo es
de 150 psig.
E-402, Reboiler de Torre Regeneradora de Amina: es un
intercambiador vertical de tipo
termosifn. El calor intercambiado es de 27 MMBtu/h. La presin de
diseo
del lado tubos es de 50 psig y la del lado carcasa 85 psig.
E-410, Es un Intercambiador Gas cido-Gas Dulce horizontal de
casco y tubo. El calorintercambiado es de 5.6 MMBtu/h. La presin de
diseo del lado tubos es de 1393 psig y la
del lado carcasa 1395 psig.
F-402: Es un Filtro vertical Coalescedor de Gas cido Entrada que
est dividido en dos
cmaras, una inferior y superior. La presin de diseo del filtro
es de 1395 psig.
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F-403: Es un Filtro Coalescedor de Gas Dulce de Salida vertical
de 0.8 m de dimetro y
2.75 m de alto, que est dividido en dos cmaras, una inferior y
otra superior. La presin
de diseo del filtro es de 1393 psig
F-408, Pre-Filtro de Partculas de Amina Rica es mecnico que
remueve partculas slidas de tamao mayor a 5 m.. La presindel
filtro es de 150 psig, construido en acero inoxidable.
F-409, Filtro de Carbn Activado de Amina Rica es vertical de
3.25 m de dimetro y
4.8 m de altura. Est relleno de carbn activado con conexiones
que permite su
contralavado con agua tratada. La presin de diseo del filtro es
de 150 psig.
F-410, Post-Filtro de Partculas de Amina Rica es mecnico que
remueve partculas
slidas de tamao mayor a 5 m. La presin del filtro es de 150 psig
y est construido
en acero inoxidable.
P-401 A/B, Bombas Booster de Amina Pobre son centrfugas modelo
In Line 4x3V-13
de Flowsere Durco Pumps. Se disearon para operar con un caudal
de 500 gpm y
elevar al fluido una altura de 140 ft. Tiene un motor elctrico
de 40 HP.
P-404 A/B, Bombas de Reflujo de la Torre Regeneradora de Amina
son centrfugas
modelo In Line 2x1.5V-6 de Flowserve Durco Pumps. Se disearon
para operar con uncaudal de 30 gpm y elevar al fluido una altura de
113 ft.
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P-406 A/B/C, Bombas de Amina Pobre son centrfugas de 10 etapas
modelo DVMX
3x4x9 B de Flowserve. Diseadas para operar con un caudal de 256
gpm y elevar al
fluido una altura de 2848 ft, cuentan con dispositivos de
seguridad.
P-420, Bombas del Tanque Sumidero de Amina de cavidad progresiva
modelo E2DS 600
de Bornemann Pumps, diseadas para operar con 26.5 gpm y elevar
al fluido una
altura de 195 ft. Tiene un motor elctrico de 5.5 HP.
P-430 A/B, Bombas de Antiespumante son neumticas a pistn modelo
LU 3.1 DC 800
P de Mirbla. Diseadas para operar con 5.5 gph y a una presin de
descarga de 1335
psig.
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T-401, Torre Contactora de Amina, contactora de 1.7 m de dimetro
y 18.3 m de altura
cilndrica. Tiene 20 platos en acero al carbono con vlvula en
acero inoxidable. La
presin de diseo de la torre es de 1393 psig.
T-403, Torre Regeneradora de Amina es una columna de destilacin
de 2 m de
dimetro y 21.3 m de altura. El tercio superior est construido en
acero inoxidable y el
resto es de acero al carbono. Tiene 22 platos de vlvulas de
acero
inoxidable. La presin de diseo de la torre es de 50 psig.
T-404, Columna Lavadora del Flash de Amina es una torre rellena
con anillos Nutre 0.7
de 316L, est colocada sobre el separador flash de amina V-404.
En el tope tiene un
demister para evitar el arrastre de gotas. La presin de diseo es
de 150 psig.
TK-409, Tanque de Almacenaje de Amina API construido en acero al
carbono de 6.4 m de
dimetro y 5.05 m de altura, diseado para contener 150 m3 de
amina fresca. Tiene un
blanketing de 50 mmca, venteo seteado a 75 mmca y una vlvula de
presin y vaco seteada
a 85/-22 mmca
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PROCESO
La corriente de gas de entrada a la unidad de amina se filtra en
el filtro coalescedor de
gas cido de entrada F-402
Este es un filtro coalescedor en el que se remueven las pequeas
gotas de lquidoarrastrado que forman aerosoles o nieblas
El filtro tiene dos cmaras; la cmara inferior, que es por la que
ingresa el gas y en la
que se recogen las partculas grandes de lquido, y la cmara
superior que es en la que
se encuentran los elementos filtrantes.
El lquido que se acumula en ambas cmaras se enva al separador
flash de
condensados
cada una cuenta con un controlador de nivel que acta sobre las
vlvulas de salida de
condensados
Una vez filtrado, el gas se precalienta en el intercambiador gas
cido-gas dulce E-410
con la corriente de gas dulce que sale por el tope de la torre
contactora de amina T-
401.
Dentro de la torre contactora de amina T-401 el gas fluye en
direccin vertical
ascendente a travs de los platos en los que entra en contacto
con la solucin de
amina que fluye en direccin contraria
Por el tope de la torre contactora de amina T-401 se obtiene el
gas dulce o gas tratado
que se encuentra saturado en agua por el contacto con la solucin
de amina
El agua que contiene el gas condensa al enfriarse en el
intercambiador gas cido-gas
dulce E-410.
Esta corriente de gas y agua se enva al separador de gas dulce
V-403 donde se
separan el agua y pequeas cantidades de solucin de amina de la
corriente de gas
dulce.
El lquido separado se dirige al separador flash de aminas V-404
a travs de la vlvula
LV-16018 que est actuada por el controlador de nivel
Por el fondo de la torre contactora de amina T-401 se recoge la
solucin de amina rica
en dixido de carbono, y se enva al separador flash de amina
V-404
El separador flash de amina V-404 es un separador trifsico que
permite la separacin del
gas de flash, de cualquier hidrocarburo lquido condensado en la
torre contactora de
aminas T-401 y de la amina rica.
Los hidrocarburos lquidos acumulados en el separador flash de
amina V-404 pueden
ser drenados manualmente y enviados al sistema de drenajes
presurizados
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La amina rica sale por el fondo del separador flash de amina
V-404 y se enva al pre
filtro de partculas de amina rica F-408, donde se remueven
partculas slidas
Luego ingresa al filtro de carbn activado de amina rica F-409
que es un filtro cuyo
relleno de carbn activado permite remover los hidrocarburos
pesados y las impurezas
solubles
Dentro de este filtro la amina rica es forzada a fluir hacia
abajo a travs de un lecho de
4m de profundidad.
Finalmente la amina se filtra en el post filtro de partculas de
amina rica F-410 se utiliza
para remover las partculas de carbn activado que pudieran
escaparse del filtro de
carbn activado de amina rica F-409.
Una vez filtrada la amina rica se precalienta en el
intercambiador amina rica-amina
pobre E-401 y se enva a la torre regeneradora de amina T-403
El intercambiador amina rica-amina pobre E-401 cuenta con
trasmisores de presin
diferencial con alarma por alta presin diferencial en las lneas
de amina rica y en las
de amina pobre
En la torre regeneradora de amina el dixido de carbono absorbido
por la amina en la
torre contactora de amina es desorbido de la solucin de amina
rica con el vapor de
agua que se genera en el reboiler de la torre regeneradora de
amina
La presin de operacin de la torre regeneradora de amina T-403 se
mantiene en 24
psig
La torre cuenta con vlvulas de seguridad diseadas por prdida de
los motores del
aerocondensador
transmisor de presin diferencial con alarma por alta presin
diferencial que indica la
posible formacin de espuma dentro de la torre.
Por el fondo de la torre regeneradora de amina T-403 sale la
amina pobre regenerada
y por el tope de la misma sale el dixido de carbono saturado en
agua.
La amina pobre se enva por medio de las bombas booster de amina
pobre P-401 alintercambiador amina rica-amina pobre E-401
Antes de ingresar al intercambiador amina rica-amina pobre E-401
la amina pobre se
filtra en el filtro canasto de amina pobre F-407.
La corriente de vapor con dixido de carbono que abandona por el
tope la torre
regeneradora de amina T-403 se enva al aerocondensador de la
torre regeneradora
de amina E-404
All condensa la mayor parte del vapor de agua que contiene la
corriente y se dirige al
acumulador de reflujo de la regeneradora de amina V-405.
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En este acumulador se separan el vapor, que se denomina gas cido
por su alto
contenido en dixido de carbono, y el lquido condensado
La corriente de gas cido que abandona el acumulador de reflujo
de la regeneradora
de amina V-405 se enva al knock out drum de gas cido V-410 donde
se terminan de
separar los lquidos del gas cido.
La chimenea de gas cido est equipada en su extremo con un
silenciador ST-401 para
reducir el nivel de ruido.
El lquido condensado en el fondo del acumulador de reflujo de la
regeneradora de
amina es fundamentalmente agua.
Este reflujo es bombeado a travs de las bombas de reflujo de la
torre regeneradora
de amina hacia el tope de la torre regeneradora de amina T-403,
donde lava la amina
que pudiera ser arrastrada con la corriente de vapor
La unidad de endulzamiento cuenta con un sistema de inyeccin de
antiespumante
La amina de reposicin se almacena en el tanque de almacenaje de
amina fresca
La reposicin de amina al tanque de almacenaje de amina fresca
TK-409 se puede
realizar por medio de tambores, a travs de la bomba de carga de
amina P-410, o bien
por medio de camiones. La frecuencia de reposicin debe ser de 15
ton cada 6 meses
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Aplicaciones del proceso de Endulzamiento con Aminas:
Los gases cidos pueden ser removidos, utilizando una planta de
amina. La cantidad
de cada componente cido que se retire depender de la solucin de
amina que se
utilice, y del grado de acidez del gas. El H2S es el ms acido y
puede ser fcilmente
removido.
Se recomienda eliminar este contenido cido antes de
transportarlo por un sistema de
redes y/o tuberas.
Por, lo general, cuando un gas contiene sulfuro de hidrgeno,
contiene tambin
dixido de carbono, este ltimo componentes es removido de la
corriente con aminas,
con una alta eficiencia. En algunos casos, hay tambin otros
componentes cidos, que
de una forma u otra hay que eliminar de la corriente de gas, por
la gran cantidad de
problemas operacionales, que los mismos ocasionan, y adems hay
que tener en
cuenta, que muchas veces estos componentes causan graves
problemas a las aminas
que se utilizan.
Descripcin del Proceso del Absorcin con Aminas:
Este proceso consta de dos etapas:
a.- Absorcin de Gases cidos:
Aqu ocurre acabo la retencin del Sulfuro de Hidrgeno y Dixido de
Carbono de una
corriente de gas natural cido. En este, caso la absorcin de los
gases cidos se
realiza con al amina secundaria DEA.
b.- Regeneracin de la Solucin Absorbente:
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Esta parte es el complemento del proceso donde se lleva acabo la
desorcin (o
eliminacin del compuesto formado entre el gas cido y la amina,
que se formo, en la
reaccin qumica entre la amina y el gas cido, que se quiere
eliminar de la corriente
de gas natural). La eliminacin de los compuestos cidos, diluidos
en la solucin
mediante la adicin de calor a baja presin, reutilizando la
solucin en el mismo
proceso, este proceso es de vital importancia, ya que se
recupera la amina utilizada, y
se puede volver a utilizar en otro proceso de endulzamiento.
a.- Las Impurezas en el Gas de Alimentacin Para seleccionar un
proceso quese ajuste a la satisfaccin de las necesidades es
necesario examinarcuidadosamente la composicin del gas de
alimentacin. Las impurezas quecomnmente se localizan en el gas
natural son adems del (CO2) y (H2S), el(COS), (CS2), mercaptanos,
sulfuros, disulfuros e hidrocarburos pesados. Loslquidos de
hidrocarburos y el agua, en algunos casos suelen ser
problemticos.
Se sabe que el (C0S) y el (CS2) reaccionan con la MEA, de manera
irreversible,produciendo la degradacin de la solucin. Luego si se
considera la presencia deestos componentes no se debe de recomendar
el endulzamiento utilizado la MEA,por los problemas que se pueden
ocasionar.9797
b.- Cantidad de Gas Acido a ser Removido Algunos procesos son
realmenteefectivos para la remocin de (CO2) o (H2S). Las mallas
moleculares, por ejemploestn restringidas econmicamente a
cantidades pequeas de (CO2) a sereliminadas.c.- Especificaciones
del Gas Tratado: Hay especificaciones, donde se requiere
mayor cuidado con la extraccin del (C02), por ejemplo, sobretodo
cuando el usoque se le dar la gas sea ara la inyeccin, debido
fundamentalmente a los efectosde la corrosin que provoca la
presencia de (C02), si adems hay presencia deaguaConsecuencia de no
Endulzar La presencia de sulfuro de hidrgeno (H2S) quees un gas muy
txico incluso en cantidades pequeas puede causar
severasirritaciones a la vista y hasta la muerte. Los efectos que
ocasiona el sulfuro dehidrgeno dependiendo de la cantidad y el
tiempo de exposicin son:a.- Concentracin de 10 ppm, V. Esta es la
cantidad de (H2S) a la cual se puedeexponer una persona durante
ocho horas sin que sea afectada.b.- Concentracin de 70 a 169 ppm,
V. Esta concentracin puede generar ligerossntomas despus de varias
horas de exposicin.c.- Concentracin de 170 a 300 ppm,V. Esta es la
mxima concentracin quepuede ser inhalada sin que se afecte el
sistema respiratorio.d.- Concentracin de 301 a 500. Esta
concentracin por ms de 30 minutos seconsidera peligros para la
salud humana
e.- Concentracin 500 a 800. Se considera fatal su inhalacin por
de 30
minutos
Control de Corrosin en una Planta de Endulzamiento Con Amina Es
muyimportante tener claramente establecido que la corrosin siempre
estar presente
en una planta de endulzamiento con aminas, luego su control es
una funcinoperacional ms que un aspecto de mantenimiento. La tasa
de corrosin
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depender del contenido de gas cido en la solucin. Cuanto ms alto
sea elcontenido de gas cido mayor ser la tasa de corrosin. La
corrosin ocurre enforma ms severa en las tuberas y en los equipos
que estn en contacto directocon la solucin rica. Los puntos ms
crticos hacia la corrosin son el fondo delcontactor, el lado de los
intercambiadores de calor que esta en contacto con la
solucin rica y el regenerador.El principal mecanismo de control
que afecta la tasa de corrosin es el contenidode gases cidos en la
solucin rica. A medida que aumenta la carga de gas cido,desde luego
la corrosin se hace ms severa. Esto, permite concluir que si
semantiene la captacin de ese gas en el mnimo posible, es muy
seguro quetambin se pueda minimizar el proceso de corrosin. Sin,
embargo estaconclusin traera funestaos problemas operacionales, ya
que para reducir elcosto energtico es necesario tener una carga de
cido alta en la solucin, luegopara reducir los costos por corrosin
se debe bajar el contenido de gases cidos.La tasa de corrosin
normalmente se determina expresa en unidades de (mpa)Milsimas de
pulgadas por ao.Una velocidad o tasa de corrosin de 5 a 10 (mpa) se
considera tolerable. Seconsidera que los equipos que presenten una
velocidad de corrosin de este valordeberan de durar entre 10 a 20
aos, antes de ser sometido a reparaciones oreemplazos sea total o
parcial. Por lo general, la velocidad se corrosin de mideen una
lminas de acero, que reciben el nombre de cupones. Estos equipos
secolocan en los equipos o en las lneas, all los cupones se dejan
entre 14 y 28100100
das. Para medir las prdidas del material que se esta estudiando.
Los cuponesdespus de sacarlos, se pesan, y se determina la cantidad
de material perdido.Tambin los cupones se examinan para observar si
la corrosin es uniforme o deltipo de picadura.
En algunos equipos la tasa de corrosin se puede medir con
aparatos snicos, opor radiacin o electromagnticos, con los cuales
se puede medir el espesor delmetal del equipo. La medicin debe de
hacerse a intervalos de 6 meses. Ladiferencia de espesor del metal
indicar la tasa de corrosin. La frecuencia de lasinspecciones
subsiguientes estar en funcin de la severidad encontrada durantela
primera inspeccin y de los resultados que se determinen las pruebas
concupones y/o las mediciones obtenidas con equipos ms
sofisticados, que permitandeterminar la velocidad de corrosin, y
poder establecer el control necesario, paraaumentar la vida til del
equipo.El principal mecanismo de control que afecta la tasa de
corrosin es el contenidocido en la solucin rica. A medida que
aumenta la carga cida, la corrosin se
hace ms severa, pero hay que tener bien claro que el punto ideal
de operacin sealcanza cuando el contenido de gas cido en la solucin
se aumente hasta que lacorrosin alcance un mnimo tolerable y
manejable, pero no siempre es posiblemanejar en forma adecuada
estos parmetros.Costos por Corrosin En Plantas de Aminas. El
proceso de corrosin enplantas de endulzamiento con aminas es
extremadamente costoso. Los costosincluyen: Reemplazo de los
equipos afectados, paros no programados de laplanta, cambios
drsticos operacionales. Contaminacin de la amina utilizada,prdidas
de la amina utilizada en el proceso de endulzamiento, diseo
concorrosin permisible para prevenir los efectos corrosivos en la
planta,mantenimiento preventivo e innecesario de la planta, uso de
metales de mayorcosto que el acero para la construccin de equipos,
aspectos de seguridad,impacto ambiental y salud.Muchas de las
plantas de endulzamiento con aminas han venido operando de
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manera conservadora para minimizar los efectos por corrosin.
Pero, eso implicaun alto gasto energtico, que incluso la planta se
puede multada por el alto costoenergtico, con lo que opera. En la
actualidad, y debido al encarecimiento de laenerga el diseo de la
plantas de amina, se esta realizando diseos de plantas deaminas con
la tendencia al ahorro de la energa, pero en el diseo de estas
plantas hay que tener claramente establecido como se har el
control de lacorrosin, tal como pueda suceder, que de verdad haya
un ahorro de energa,pero un fuerte incremento en el proceso de
corrosin, por lo nada se estarahaciendo al respecto.Fallas Por
Corrosin en Plantas de Aminas: Las plantas de endulzamiento
conaminas, han presentado graves problemas de rotura, debido
fundamentalmente ala corrosin por fatiga. Esta es una corrosin
difcil de detectar. Se considerapeligrosa porque puede permitir el
escape del Sulfuro de Hidrgeno (H2S). Las101101
fallas del metal por esta causa, con frecuencia, ocurren en los
mismos sitios dondeantes ha aparecido la corrosin generalizada. Es
comn en donde se utilizan
solventes alcalinos o bsicos. Tambin en las plantas de amina,
han presentadoproblemas por corrosin por fractura, esta corrosin
por lo general se lleva acabo antes que la corrosin por fatiga.
Hasta hace poco tiempo, se pensaba que lacorrosin por fatiga solo
era posible, en donde se utiliza la MEA como material deamina, pero
en la actualidad ya se sabe, que este tipo de corrosin puede
hacersepresente en cualquier solvente alcalino, grupo al cual
pertenecen las
alcanolaminas que se utilizan en el proceso de endulzamieno.
CALCULAR DE LOS PRINCIPALES PARMETROS PARA LOS EQUIPOS DE
INTERCAMBIO DE CALOR CON LA TABLA 2-3
Rehervidor tipo horno de fuego directo.
Q = 72 000 * 719,384 = 51,80 * 106 Btu/h
A = 11,3 * 719,384 = 8129,04 ft2
Intercambiador de amina rica/pobre:
Q = 45 000 * 719,384 = 32,37 * 106 Btu/h
A = 11,25 * 23 = 8093,07 ft2
Enfriador de amina:
Q = 15 000 * 719,384 = 10,79 * 106 Btu/h
A = 10,2 * 719,384 = 7337,71 ft2
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Condensador de reflujo:
Q = 30 000 * 719,384 = 21,58 * 106 Btu/h
A = 5,2 * 719,384 = 3740.7968 ft2
CALCULAR DE REQUERIMIENTOS DE POTENCIA PARA BOMBAS Y
ENFRIADORES CON AIRE TABLA 2-4
Bombas principales de amina:
Hp= ).( gmpUSCirc *P*0,00065
hp = 719,384 * 1700 * 0,00065 = 795,0
Bombas de refuerzo para amina:
hp = 719,384 * 0,06 = 43,163
Bombas de reflujo:
hp = 719,384 * 0,06 = 43,163
Condensador areo:
hp = 719,384 * 0,36 = 258,978
