UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEOS INGENIERA DE GAS SEGUNDO PREVIO DESHIDRATACIN ENDULZAMIENTO-RECOBRO DE LIQUIDOS 16 de Agosto de 2011 Profesor: Nicols Santos Santos Nombre: Cdigo: PARTE I. TEORA (3.0/5.0) 1. Dibuje el diagrama de flujo del proceso de absorcin con aceite pobre. Explique (0.5)

El

gas de alimento entra a la torre

absorbedora por la parte superior sale el gas procesado el aceite absorbente generalmente esta constituido por componentes pesados pasa por la desetanizadora donde se le retira el etano por la parte inferior sale el hidrocarburo a la torre de regeracion por la parte superior sale el propano y por la parte inferior sale el aceite aboserbente el cual hace un recorrido para llegar nuevamente a la torre absorbedora. 2. Dibuje el diagrama del proceso de endulzamiento de gas con aminas. Explique. (0.5)

Entra el gas de alimento a la torre contactora por la por la parte superior sale el gas endulzado por la amina y por la parte inferios sale la amina rica en acidos pasa por un separados flash, luego por un intercambiador de calor y pasa a la torre regeneradora en esta torre se libera la amina de los componente acidos para que pueda volver a entrar a la torre contactora como amina pobre en acidos. 3. (0.5) Los niveles normales de recobro de lquidos en plantas criognicas son: Etano: 60% Propano: 100% + Butano : >90% (0.5) Los niveles normales de recobro de lquidos en plantas de absorcin son: Etano: 0% Propano: 80% + Butano : 90%

4.

5.

Explique mediante el diagrama de Mollier la expansin Joule Thomson y turboexpander y demuestre cul obtiene temperaturas ms fras.. (1.0/5.0)

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEOS INGENIERA DE GAS SEGUNDO PREVIO DESHIDRATACIN ENDULZAMIENTO-RECOBRO DE LIQUIDOS 16 de Agosto de 2011 Profesor: Nicols Santos Santos

Nombre: Cdigo: PARTE II. TEORA (2.0/5.0) 6. En una planta de separacin y tratamiento, 100 MMPCSD de gas que contiene 10% de H 2S son recolectados a 500 psia y 180F. El gas primero es tratado usando un proceso con DEA para reducir el contenido de H 2S a 3 ppm. Luego, se comprime a 1500 psia y se enfra a 110F. Posteriormente, el gas es deshidratado usando un proceso de deshidratacin con glicol el cual reduce su contenido de agua a 7 lb H 2O/MMPCS. Finalmente, se usa un proceso con desecante slido para deshidratar el gas y as disminuir su contenido de agua a 1 ppm.

a. b. c.

Asumiendo que el gas que alimenta el compresor a 500 psia y 180F est saturado con vapor de agua, determine la cantidad de agua libre en el gas despus de su compresin y enfriamiento. (0.5) Determine la tasa de circulacin de glicol en galones/da, galones/hora y galones/minuto. (0.5) Determine el dimetro y la altura de la contactora (Tipo platos y empacada) si la mxima velocidad superficial del gas es 40 pies/min. Asuma que el factor de compresibilidad del gas es 0.94 (1.0)

PUNTO 6. A

A una presion de 500 psi y una Temperatura de 180F que son las condiciones que el gas entra al compresor y con la grafica de Mcketta se obtiene que la cantidad de agua es aproximadamente 800 lb H20/MMPCS y a una presion de 1500 psi y una Temperatura de 110F que son las condiciones que el gas sale del compresor y con la

grafica de Mcketta se obtiene que la cantidad de agua es de aproximadamente 60 lb H2O/MMPCS. Entonces la cantidad de agua libre es de 800- 60 = 740 lb H2O/ MMPCS

PUNTO 6 C El dimetro de la torre contactora Datos: z= 0,94 v=40 ft/min Q= 100 MMPCS T= 110 F P=1500 psi

El dimetro de la torre es D=3,19 in D= 4 in

2. Valor 1/5. Un campo produce 3.0 MMPCSD de un gas natural que se encuentra a 850 psig y contiene 0.6 % de H2S y 2.8 % de CO2, por tanto requiere ser endulzado. Se ha decidido utilizar un proceso de amina DEA al 20%. Determine la tasa de circulacin de amina requerida en gpm. Asuma que 0.5 moles de gas cido son removidas por cada mol de DEA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEOS INGENIERA DE GAS 2 PREVIO SEPTIEMBRE 17 DE 2003 NOMBRE :___________________________________________________

En una planta de glicol se recibe una corriente de gas proveniente de los pozos, cuya composicin aparece en la columna (1).

La cantidad de gas a deshidratar es 85 MM PCSD, el cual se encuentra saturado con vapor de agua a 500 psig y 120 F, que son las condiciones de operacin de la torre contactora. La planta dispone de un rehervidor para regenerar el glicol, que opera a 400F y tiene un dimetro de 54 pulg. y una longitud de 25 pies. Adems posee un tubo de combustin de 8 pulg. de dimetro. Los compradores de gas solicitan que el contenido de agua sea mximo de 170 ppm. Con el diseo actual de la planta se han tenido problemas para cumplir con la exigencia de los clientes, por tanto, se requiere hacer un replanteamiento del diseo, y para esto se necesita calcular lo siguiente: I. Con base en la planta actual: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Cantidad de agua a remover Pureza (%) y tasa de circulacin de glicol requerida para deshidratar el gas (gpm) Concentracin de glicol a la salida de la torre, % Longitud de torre contactora, teniendo en cuenta que los platos usan cpsulas burbuja, pies Calor requerido para regenerar el glicol, BTU/hora Longitud del pirotubular, pies TEG a 400F = 0.7 Btu / lb. F

Calor especifico del

II. Otra opcin de solucin al problema con la deshidratacin del gas es utilizar una planta con tamiz molecular, en este caso calcular: 1. 2. 3. 4. Dimetro de la torre contactora, pulg Altura de la torre contactora, pies Calor de regeneracin del tamiz molecular, Btu/hr Gas requerido para regeneracin del tamiz molecular, PCS/hr

COMP. (1) % MOLAR C1 C2 C3 IC3 nC4 IC5 92.7060 0.2685 0.0911 0.0466 0.0158 0.0162

nC5 N2 CO2

0.0043 1.2310 5.2321

REGALO (1.0/5.0): a. b. d. Cuantas plantas de endulzamiento existen en Colombia, y donde se encuentran ubicadas Cuanto gas maneja c/u por da (MM PCSD) y que tipo de proceso utilizan

Cuando empez a operar la ltima de ellas

2. Valor 1/5. Un campo produce 3.0 MMPCSD de un gas natural que se encuentra a 850 psig y contiene 0.6 % de H2S y 2.8 % de CO2, por tanto requiere ser endulzado. Se ha decidido utilizar un proceso de amina DEA al 20%. Determine la tasa de circulacin de amina requerida en gpm. Asuma que 0.5 moles de gas cido son removidas por cada mol de DEA Cada respuesta tiene un valor de 0.05 1. Porqu es necesario deshidratar el gas? a.__________________________________________________________ b.__________________________________________________________ c.__________________________________________________________ d.__________________________________________________________

2. El contenido de agua en un gas depende de: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ d.___________________________________________________________ 3. Cules condiciones se requieren para la formacin de hidratos a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ 4. Cules son los inhibidores ms utilizados en la prevencin de hidratos a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ 5. Normalmente en una planta de glicol, cuntos galones de glicol se requieren por libra de agua a remover a.___________________________________________________________

6. Cules son los problemas operacionales ms comunes en una planta de glicol: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ d.___________________________________________________________ e.___________________________________________________________ 7. Qu caractersticas deben tener los desecantes slidos: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ d.___________________________________________________________ e.___________________________________________________________ 8. Cules son los desecantes slidos mas usados: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ 9. Cules son los problemas ms comunes en una planta de adsorcin: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS INGENIERIA DE GAS PRIMER PREVIO Julio 19 de 2010 NOMBRE: ____________________________________________________

1. Una planta de deshidratacin con glicol est diseada para entregar un gas con especificaciones de calidad para su trasporte. Las condiciones de operacin en verano son: Tasa de flujo de gas : 350 MM PCSD Temperatura del gas : 30 C Presin del gas : 1000 psi

Consumo de glicol

: 2 gal/lb de agua a remover

En invierno la temperatura del gas cae a 21C y el flujo de gas se incrementa a 425 MMPCSD. Cual es la tasa de glicol (gpm) en invierno y en verano?. 2. La temperatura de entrada a una planta de deshidratacin con glicol es de 35 C y el punto de roco del gas a la salida de la planta debe ser de -10C. a. Cul debe ser la concentracin del glicol pobre? b. Si la concentracin del glicol pobre es de 99 % en peso y el punto de roco del gas a la salida es de -18 C, cul es la temperatura del gas (F) a la entrada de la torre contactora?. 3. Una planta de glicol opera con una solucin de glicol pobre de 99.4%. La temperatura del gas a la entrada de la contactora es 86F. El punto de roco a la salida debe ser de - 4 F. a. El punto de roco del gas a la salida ser ms alto o ms bajo que el requerido?, cul es? b. Si Usted fuera el operador que hara?. 4. Hasta que valor de presin puede ser expandido un gas sin experimentar formacin de hidratos, si tiene una gravedad especifica de 0.7 y est inicialmente a: a. 1500 psia y 100F b. 1000 psia y 100 F. 5. Un gas proveniente de un yacimiento volumtrico de gas pobre con presin de 3500 psia y 180F, se transporta hasta la planta por un gasoducto que opera a condiciones promedias de 1100 psia y 80 F. Se ha pensado enfriar el gas hasta temperaturas del orden de 42 F, por tal motivo se decide implementar la inhibicin de hidratos con metanol. Determinar que cantidad de metanol (libras) se requieren por MM SCF. Utilizar ecuacin de Nielsen y la de Hammerschmidt. INGENIERIA DE GAS 2 PREVIO

Septiembre 6 de 2007 NOMBRE:__________________________________________

Responda las siguientes preguntas referentes al procesamiento de gas:

(0.3)1. Diga tres objetivos que se buscan al procesar el gas a_________________________________________________________ b_________________________________________________________ c_________________________________________________________

(0.2)2. Qu es LPG y que composicin tiene _____________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________

(0.5)3. Dibuje el diagrama tpico de una planta de absorcin de aceite pobre utilizada normalmente en el procesamiento de gas. Haga una breve explicacin de su operacin

____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________

(0.2)4. Cual es la funcin de la torre despojadora (ROD) en una planta de absorcin ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________

(0.2)5. Cul es la funcin de la torre de destilacin o alambique e n una planta de absorcin

____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________

(0.4)6. Cul es la diferencia entre un condensador total y un condensador parcial ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

(0.2)7. Porqu es preferible utilizar como fluido refrigerante al fren y no el propano ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _______________

(0.2)8.En una planta criogenica cmo se le da la temperatura de fondo a la torre fraccionadora ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _______________

(0.5)9. Defina presin de saturacin, presin critica y presin de convergencia. Diga si alguna vez pueden ser iguales y cuando. ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________ (0.2)Qu es el componente clave liviano de un gas ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________ _______________

(0.3)11. Diga tres de los fluidos enfriantes ms utilizados en los condensadores de las torres fraccionadoras. a______________________________________________________________b____________________________________ __________________________ c______________________________________________________________

(0.3)12. Qu es weeping en una torre fraccionadora de platos y como se puede controlar ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _______________

(0.2)13. Cmo se puede mejorar la capacidad para manejar lquidos de una torre fraccionadora ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _______________

(0.3)14. Si en una planta despropanizadora los productos de fondo salen contaminados con propano, qu se debe hacer. ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

14. Diga si es falso (F) o verdadero (V). Cada respuesta vale 0.2 ( ) a.Entre mas fro entre el gas a una torre absorbedora mejor ser la remocin de hidrocarburos ( ) b. En una planta criogenica normalmente se usa el glicol como deshidratante para evitar problemas de hidratos ( ) c. En una planta criogenica la presin de la torre fraccionadora se determina a partir de la temperatura del condensador. ( ) d. A mayor volatalidad de los componentes de gas es mas fcil su separacin ( ) e. El aceite absorbedor tambin retiene metano y etano UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS INGENIERIA DE GAS 2 PREVIO AGOSTO 9 DE 2002 NOMBRE :___________________________________________________

1. Valor 3/5. En una planta de glicol se recibe una corriente de gas proveniente de los pozos, cuya composicin aparece en la columna (1). La cantidad de gas a deshidratar en la torre contactora es de 85 MMPCSD, el cual se encuentra saturado con vapor de agua a 1000 psig y 120 F, que son las condiciones de operacin de la torre. La planta dispone de un rehervidor para regenerar el glicol, que opera a 400 F y tiene un dimetro de 72 pulgadas y una longitud de 25 pies. Adems posee un tubo de combustin (pirotubular) de 8 pulgadas de dimetro. El glicol utilizado es TEG, el cual tiene una concentracin de 99.8% a la salida del rehervidor. La tasa de circulacion de glicol es 13 galones por minuto. Los compradores del gas solicitan que su contenido de agua sea de 148 ppm. Con el diseo actual de la planta se han tenido problemas para cumplir con esta exigencia, por tanto, se requiere hacer un replanteamiento del diseo, y para sto se necesita calcular lo siguiente: a. Cantidad de agua a remover b. Concentracin de glicol a la salida de la torre, %. c. Dimetro de torre contactora d. Longitud de torre contactora, teniendo en cuenta que la eficiencia de los platos es del 25%, pies e. Calor requerido en el regenerador de glicol, BTU/hora f. Longitud del pirotubular, pies % MOLAR C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 N2 CO2 92.7060 0.2685 0.0911 0.0466 0.0158 0.0162 0.0043 1.2310 5.2321

2. Valor 1/5. Determine la temperatura de formacin de hidratos de un gas que se encuentra a 610 psia y tiene la siguiente composicin: % MOLAR N2 CO2 H2S C1 C2 C3 iC4 nC4 C5+ 0.30 6.66 4.18 84.27 3.15 0.67 0.20 0.19 0.40

3. Valor 1/5. Un campo produce 3.0 MMPCSD de un gas natural que se encuentra a 850 psig y contiene 0.6 % de H2S y 2.8 % de CO2, por tanto requiere ser endulzado. Se ha decidido utilizar un proceso de amina DEA al 20%. Determine la tasa de circulacin de amina requerida en gpm. Asuma que 0.5 moles de gas cido son removidas por cada mol de DEA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS INGENIERIA DE GAS 2 PREVIO Septiembre 30 de 2003 NOMBRE:_________________________________________________________ Conteste falso (F) o verdadero (V): El contenido de agua en un gas: ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ) Aumenta directamente con temperatura ) Disminuye con aumento de salinidad del agua ) Aumenta directamente con gravedad especifica del gas ) Las molculas de N2 forman hidratos ) A mayor presin menor temperatura de formacin de hidratos ) Cuando el ph del glicol es mayor que 9, se forma espuma ) El tamiz molecular es el desencante slido con mayor capacidad para remover agua ) Normalmente un desecante slido tiene una vida til mayor de cinco aos ) Un gas cido contiene ms agua que uno ) Es ms costoso el proceso de absorcin que el de adsorcin

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS INGENIERIA DE GAS 2 PREVIO Septiembre 24 de 2001 NOMBRE:_________________________________________________________ I. Con respecto a la deshidratacin de gases favor responder:

(0.4).1. Cules son los problemas operacionales ms comunes en una planta de glicol: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ d.___________________________________________________________ (0.3).2. Cules son los problemas ms comunes en una planta de adsorcin: a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ (0.4)3. Entre un gas cido y uno dulce cul tiene mayor contenido de agua y porque?. ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________ (1.0).4. Conteste falso (F) o verdadero (V): a. ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( El contenido de agua en un gas ) Aumenta directamente con temperatura ) Disminuye con aumento de salinidad del agua ) Aumenta directamente con gravedad especifica del gas )b. Las molculas de N2 forman hidratos )c. A mayor presin menor temperatura de formacin de hidratos )d. Cuando el ph del glicol es mayor que 9, se forma espuma )e. El tamiz molecular es el desencante slido con mayor capacidad para remover agua )f. Normalmente un desecante slido tiene una vida til mayor de cinco aos )g. La funcin del scrubber es quitarle slidos al gas )h. Es ms costoso el proceso de absorcin que el de adsorcin

II.

Responda las siguientes preguntas referentes al procesamiento de gas:

(0.2)1. Cual es la funcin de la torre despojadora (ROD) en una planta de absorcin ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________

(0.2)2. Cul es la funcin de la torre de destilacin o alambique en una planta de absorcin ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________

(0.4)3. Cul es la diferencia entre un condensador total y un condensador parcial ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________

(0.2)4.Qu es el componente clave liviano de un gas ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ______________________________

(0.3)5. Diga tres de los fluidos enfriantes ms utilizados en los condensadores de las torres fraccionadoras. a______________________________________________________________ b______________________________________________________________ c______________________________________________________________

(1.0)6. Diga si es falso (F) o verdadero (V). Cada respuesta vale 0.2 ( ) a. Entre mas fro entre el gas a una torre absorbedora mejor ser la remocin de hidrocarburos ( ) b. En una planta criognica normalmente se usa el glicol como deshidratante para evitar problemas de hidratos ( ) c. En una planta criognica la presin de la torre fraccionadora se determina a partir de la temperatura del condensador. ( ) d. A mayor volatilidad de los componentes de gas es mas fcil su separacin ( ) e. El aceite absorbedor tambin retiene metano y etano

II.

Con respecto a la deshidratacin de gases favor responder:

1. Cules son los problemas operacionales ms comunes en una planta de glicol: 4/50 a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ d.___________________________________________________________ 2. Cules son los desecantes slidos mas usados: 3/50 a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________ 5. Cules son los problemas ms comunes en una planta de adsorcin: 3/50 a.___________________________________________________________ b.___________________________________________________________ c.___________________________________________________________

6. Conteste falso (F) o verdadero (V): 10/50 a. ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( El contenido de agua en un gas )- Aumenta directamente con temperatura )- Disminuye con aumento de salinidad del agua )- Aumenta directamente con gravedad especifica del gas )b. Las molculas de N2 forman hidratos )c. A mayor presin menor temperatura de formacin de hidratos )d. Cuando el ph del glicol es mayor que 9, se forma espuma )e. El tamiz molecular es el desencante slido con mayor capacidad para remover agua )f. Normalmente un desecante slido tiene una vida til mayor de cinco aos )g. La funcion del scrubber es quitarle slidos al gas )h. Es ms costoso el proceso de absorcin que el de adsorcin

III. A. Entre un gas cido y uno dulce cul tiene mayor contenido de agua y porque?. 2/50 ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________