129
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS C O N STR U C C IO N D E B A T E R IA S D E SE P A R A C IO N D E P E TR O LE O Y ESTAC IO N ES D E C O M P R E SIO N EN EL D ISTR ITO C O M A L C A L C O T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO INDUSTRIAL P R E S E N T A RAFAEL GARCIA MADRIGAL MEXICO. D. F. 19 8 6

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

C O N S T R U C C I O N D E B A T E R I A S D E S E P A R A C I O N D E P E T R O L E O Y E S T A C I O N E S D E C O M P R E S I O N

E N E L D I S T R I T O C O M A L C A L C O

T E S I SQUE PARA OBTENER EL TITULO DE

I N G E N I E R O Q U I M I C O I N D U S T R I A LP R E S E N T A

R A F A E L G A R C I A M A D R I G A L

MEXICO. D. F. 1 9 8 6

Page 2: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

j&=<*íTvít,,

m p*SN X'

SECRETARIA DE ED U C A C IO N

PUBLICA

I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A LESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

D I V I S I O N D E S I S T E M A S D E T I T U L A C I O N

México, D. F., a 2 de junio de 1986.

Al(los) C. Pasante(s):RAFAEL GARCIA MADRIGAL Presente.

Carrera: Generccion:ING. QUIMICO IND. 1970-LS74

Mediante la presente se hace de su conocimiento que esta División acepta que el C. Ing. . FU3EN .LEMyS. BARRON........ ........ .............. sec orientadoren el Tema de Tesis que propone(n) usted(es) desarrollar como prueba escrita en la opción..MEJORIA. DE.EXPERIENCIAS.. . ................................... bajo eltítulo y contenido siguientes:

"CONSTRUCCION DE BATERIAS DE SEPARACION DE PETROLEO Y ESTACIONES DE COMPRESION EN EL DISTRITO COMALCA XO"

RESUMEN I.- INTRODUCCION II.- GENERALIDADES

III.- DESCRIPCION DEL PROCESO DE SEPARACION Y COMPRESION IV.- FASES DE LA CONSTRUCCION V.- SUPERVISION Y CONTROL

VI.- CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

Se concede plazo_jMaximo de un año para presentarlo a revisión p?r el Jurado.

ING,.RUBEíT lEMUS.BARRON........ ING. .RUBEN LE^US.BARRON ..V O C A L DE CARRERA 61 P R O '£ S O R J ? R lW A f iO R

" / ! />

ING. RUBEN LEMUS BARRONEL JE FE DE LA D IV IS IO N DE S ISTEM AS

DE T ITU LA C IO N

ING/ . IGNACIO VARGAS.BRAVO.EL SU BD IRECTOR T EC N IC C

' ash.

Page 3: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

MEXICO, D F., 4 ¿e j u n i 0 <je 1 9 8 6 .

( RAFAEL GARCIA MADRIGAL

Pasan te do Ingen iero QUIM ICO IND U STR IAL

P resen te:

[ i wr i los tenem os el a d rad o J e in fo rm a r a usted (¡ue, h ab iendo proced ido a rev isa r el b o rra d o r

ríe la m odalidad de t i tu la u ú n co rrespond ien te , denom inado CONSTRUCCION _ DE BATERIAS_ DE ...................SEPARACION DE PETROLEO Y ESTACIONES PE COMPRESION EN EL D IS T R IT O ÜQMALCALCO"

encon tram os que el o ta d o trab a jo \ o 11 r iv!-c!> ilt tesis, reúne los requisito-» p a ra au to riza r el E xam en P r o ­

fesional ) p roceder a su im presión sepun i ! <aso , deb iendo lom ar en con siderac ión las ind icac iones y c o rre c ­

c iones qut- al respecto se le h ic ie ron .

I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L

E S C U E L A S U P E R I O R O E I N G E N I E R I A Q U I M I C A E I N D U S T R I A S E X T R A C T I V A S

A tentam ente i L R A D 0

C ING . RUBEN LEMUS BARRON (PR O F . ORIFNTADOR)

y ¿ ^ f ING . FNRIgCF '(ADRIGAL CENDF.JAS C INC

’ a s h .

RGE IBARRA OLVERA.

SECRETADLADIEDUCACION PUBUCA

Page 4: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

C O N T E N I D O PAG.

RESUMEN

I INTRODUCCION 1

II GENERALIDADES 4

III DESCRIPCION DEL PROCESO DE SEPARACION Y COMPRESION 13DESCRIPCION DEL PROCESO DE SEPARACION 13DESCRIPCION DEL PROCESO DE COMPRESION 17CARACTERISTICAS DEL GAS PROCESADO 25DESCRIPCION DE EQUIPO DE SEPARACION Y RECTIFICACION 31EQUIPO DE ENFRIAMIENTO UTILIZADO 45ELECCION EQUIPO DE COMPRESION 60

IV FASES DE CONSTRUCCION 61

V SUPERVISION Y CONTROL 66DECLARACIONES GENERALES 71D I S E Ñ O 73CRITERIOS DE DISEÑO 75PREVENCION Y CONTROL DE LA CORROSION 90MOVIMIENTOS Y ALMACENAMIENTO DE MATERIALES 101MATERIALES DE CONSTRUCCION 117

VI C O N C L U S I O N E S 123

VII B I B L I O G R A F I A 124

Page 5: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

R E S U M E N

En el presente trabajo se trata brevemente de explicar -

cuales son los factores determinantes para la construcción de una planta de separación y recolección del petróleo (batería) prove-- niente de los pozos petroleros y de una estación de compresión del gas, producto de la separación efectuada en la 'batería" que son - la base de alimentación de petróleo y gas a las refinerías y a los complejos petroquímieos para su procesamiento y obtención de deri­

vados .

Se explica asimismo, el proceso de la separación conside­rando los tres pasos de ésta (alta presión, presión intermedia y -

baja presión) para el aprovechamiento óptimo del petróleo y así eri

viarlo libre de impurezas (condensados, agua, etc.)» Se describe el equipo utilizado como son separadores, intercambíadores de ca—

lor (enfriadores o soloaires), tanques de almacenamiento y siste—

mas de compresión del gas.

Se incluyen además especificaciones y normas a las que de

ben sujetarse los materiales utilizados, así como aplicar estos en y durante la construcción de acuerdo a las faces que estas mismas

nos marquen.

Page 6: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

CONSTRUCCION, DE BATERIAS DE SEPARACION DE PETROLEO -

Y ESTACIONES DE COMPRESION EN EL DISTRITO COMALCALCO.

Page 7: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 2 -

E l á r e a q u e a b a r c a l o s c a m p o s d e l M e s o z o i c o s e l o c a l i z a

e n e l e x t r e m o o r i e n t a l d e l a c u e n c a s a l i n a d e l I t s m o , d e n t r o d e -

l o s E s t a d o s d e ¡ a b a s c o y C h i a p a s , e n l a s R e g i o n e s d e n o m i n a d a s d e -

l a C h o n t a l p a , d e l C e n t r o y d e l a S i e r r a .

E n e l E s t a d o d e T a b a s c o s e e n c u e n t r a n l o s c a m p o s : S a m a ­

r l a , C u n d u a c á n , I r i d e , O x i a c a q u e , P l a t a n a l A g a v e » P a r e d ó n y G i r a l

d a s .

E n e l E s t a d o d e C h i a p a s s e e n c u e n t r a n l o s c a m p o s S i t i o -

G r a n d e , S a b a n c u y , N í s p e r o , R í o N u e v o , C a c t u s , A r t e s a , S u n u a p a , - -

M u n d o N u e v o , C o p a n ó , C o m o a p a y C h i a p a s . E s t o s c a m p o s s o n l o s q u e -

c o m p r e n d e n e l D i s t r i t o C o m a l c a l c o d e p e n d i e n t e s d e V i l l a h e r m o s a , -

T a b

- n 0 5 c a m p o s e n q u e y o l a b o r é e n l a c o n s t r u c c i ó n d e B a

t e r í a s y t o m p r e s o r a s f u e : e n e l E s t a d o d e T a b a s c o : - S a m a r í a I I , -

S a m a r i a I I I A g a v e , G i r a l d a s y C u n d u a c á n .

E n e l E s t a d o d e C h i a p a s : - A r t e z a , S u n u a p a y C o m o a p a y -

C a c t u s I I .

E l s i s t e m a y c o n s t r u c c i ó n d e ¡ a s B a t e r í a s y C o m p r e s o r a s

b á s i c a m e n t e e s e l m i s m o d e p e n d i e n d o s o l a m e n t e d e l a c a p a c i d a d a -

i n s t a l a r ( p r o d u c c i ó n d e a c e i t e y g a s ) . P o r l o q u e s e h a r á u n a b r e

I.-I N T R O D U C C I O N

Page 8: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 -

v e r e s e ñ a e n u n c a m p o y e s t e s e r á e l d e S a m a r i a I I I , t o m a n d o e n -

c u e n t a q u e f u e e n e l q u e e s t u v e m a s t i e m p o e n l a c o n s t r u c c i ó n d e ­

d i c h a s p l a n t a s . ( E l p e r í o d o d e c o n s t r u c c i ó n f u e d e s d e 1 9 7 6 h a s t a -

1 9 8 3 ) .

1 . - R E S E Ñ A H I S T O R I C A :

E n e l d e s c u b r i m i e n t o d e l C a m p o S a m a r i a c o m o p r o d u c t o r -

d e h i d r o c a r b u r o s , s e l l e v a r o n a c a b o e s t u d i a s d e e x p l o r a c i ó n p o r -

e l m é t o d o d e S i s m o l o g í a d e R e f l e x i ó n y s e d e t e r m i n ó l a e x i s t e n c i a

d e l a e s t r u c t u r a q u e o c u p a r á n u e s t r o c a s o .

E l C a m p o S a m a r i a I I I e s c o n o c i d o d e s d e 1 9 6 0 , f e c h a e n -

q u e d i ó i n i c i o l a e x p l o t a c i ó n d e P e t r ó l e o e n l a f o r m a c i ó n g e o l ó g i ^

c a d e n o m i n a d a p a r a j e s o l o d e l m i o c e n o m e d i o ( t e r c i a r i o ) . T o m a n d o -

c o r n o b a s e e l é x i t o o b t e n i d o e n l o s p o z o s S i t i o G r a n d e I y C a c t u s -

I s e p r o p u s o l a p e r f o r a c i ó n d e l p o z o S a m a r i a 1 0 1 , i n i c i á n d o s e é s ­

t a e l 6 d e O c t u b r e d e 1 9 7 2 , d i c h a p e r f o r a c i ó n s e t e r m i n ó e l 1 4 d e

m a y o d e 1 9 7 3 a b r i e n d o a s í e l p o z o a p r o d u c c i ó n p o r m e d i o d e u n e s

t r a n g u l a d o r d e 1 / 2 " a u n a p r e s i ó n d e 1 9 6 K g / c m . E s t e h e c h o m a r c ó

e l p r i n c i p i o d e u n a e x p l o t a c i ó n d e g r a n e s c a l a d e e s t e C a m p o e n -

f o r m a c i o n e s d e l C r e t a c i o .

A n t e e s t a s e v i d e n c i a s e n e l C a m p o S a m a r i a s e h i z o n e c e ­

s a r i o c o n t a r c o n l a s i n s t a l a c i o n e s a d e c u a d a s q u e p e r m i t i e s e n l a -

e x p l o t a c i ó n d e l o s h i d r o c a r b u r o s d e m a n e r a e f i c i e n t e y a d e c u a d a , -

Page 9: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 4 -

l o q u e h i z o f a c t i b l e l a c r e a c i ó n d e p l a n t a s p a r a e l p r o c e s a m i e n t o

d e l P e t r ó l e o .

C o m o p r i n c i p i o b á s i c o , e l P e t r ó l e o v i e n e a s o c i a d o c o n -

e l g a s p o r l o q u e i n i c i a r e m o s e l e s t u d i o c o n l a d e s c r i p c i ó n d e - -

u n a p l a n t a d e R e c o l e c c i ó n y S e p a r a c i ó n d e l P e t r ó l e o y d e s c r i b i r -

l a p l a n t a d e R e c u p e r a c i ó n d e G a s A m a r g o e n b a j a p r e s i ó n . ( E s t a - -

c i ó n d e C o m p r e s o r a s ) .

G e o g r á f i c a m e n t e e l C a m p o S a m a r i a I I I s e l o c a l i z a e n e l -

p a r a l e l o 1 8 ° 0 0 " L a t i t u d N o r t e 9 3 ° 0 5 " L o n g i t u d O e s t e d e l M e r i d i a n o

G r e e n w i c h . E s t e C a m p o e s t á s i t u a d o a 1 7 K m . a l O e s t e d e l a C d . d e

V i 1 1 a h e r m o s a , T a b .

D e n t r o d e l a D i v i s i ó n P o l í t i c a d e l E s t a d o d e T a b a s c o l a

m a y o r p a r t e d e á r e a d e l C a m p o e s t á c o m p r e n d i d a e n e l M u n i c i p i o - -

d e l C e n t r o y u n a M í n i m a p a r t e e n e l M u n i c i p i o d e C u n d u a c á n .

L a B a t e r í a d e S e p a r a c i ó n , R e c o l e c c i ó n , A l m a c e n a m i e n t o y

B o m b e o S a m a r i a I I I , f u e p u e s t a e n o p e r a c i ó n e l 2 9 d e s e p t i e m b r e -

d e 1 9 7 7 c o n u n s e p a r a d o r ; t r a b a j a n d o ú n i c a m e n t e e n a l t a p r e s i ó n aO

7 8 K g / . m y e n v i a n d o l a c o r r i e n t e d e g a s d e a l t a p r e s i ó n , y e l - -p

a c e i t e e n b a j a p r e s i ó n a 7 . 8 K g / c m a l a B a t e r í a S a m a r i a I I q u e -

y a e s t a b a i n s t a l a d a y d e a h í a l a R e f i n e r í a d e M i n a t i t l á n , V e r .

D e s d e q u e s e i n i c i ó l a e x p l o t a c i ó n d e l o s y a c i m i e n t o s -

d e g a s / a c e i t e e n l o s E s t a d o s d e T a b a s c o y C h i a p a s y , a l i r a u - -

Page 10: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 5 -

m e n t a n d o e n e l C a m p o S a m a r i a I I I s e h i z o n e c e s a r i o e l a b o r a r e l - -

P r o y e c t o p a r a l a i n s t a l a c i ó n d e u n a E s t a c i ó n d e C o m p r e s o r a s q u e -

p e r m i t i e r a e n v i a r e l g a s d e b a j a p r e s i ó n p r o d u c t o d e l a s e p a r a - -

c i ó n e f e c t u a d a e n l a " B a t e r í a " .

Page 11: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 6 -

L a f i n a l i d a d p r i m o r d i a l d e l a c o n s t r u c c i ó n d e e s t a s - -

p l a n t a s e s l a d e l a p r o v e c h a m i e n t o d e l o s h i d r o c a r b u r o s p r o v e n i e n ­

t e s d e l o s p o z o s , d e b i d o a l a g r a n n e c e s i d a d d e l p a í s p o r g e n e r a r

d i v i s a s .

A c t u a l m e n t e l a p r o d u c c i ó n d e a c e i t e e s d e 8 8 , 3 7 4 B i s / -

d í a , c o n u n t o t a l d e 1 0 p o z o s e n p r o d u c c i ó n 9 d e S a m a r i a y 1 d e -

P l a t a n a l ; e s t o s p o z o s s o n : P l a t a n a l 1 0 1 , S a m a r i a 6 1 , S a m a r i a 6 2 - A ,

S a m a r í a 7 4 , S a m a r i a 7 1 , S a m a r i a 7 2 , S a m a r i a 7 3 - A , S a m a r i a 7 6 - B , -

S a m a r i a 7 7 y S a m a r i a 7 8 .

L a m a y o r p a r t e d e l a c e i t e p r o d u c i d o e n e s t a b a t e r í a , s e

e n v í a p o r O l e o d u c t o a P a j a r i t o s y l a R e f i n e r í a d e M i n a t i t l á n , V e r .

L a p r o d u c c i ó n d e g a s : 1 1 5 M M P C D , a c o n d i c i o n e s s t a n d a r d

d e 3 0 ° C y 1 4 . 7 L b s / P u l g 2 A B S . ( 1 . 0 3 3 K g / c m 2 ) .

a ) . - L O C A L I Z A C I O N : - E l á r e a d e l o s c a m p o s d e l C r e t á c i c o e s l o

c a l i z a d a e n e l e x t r e m o o r i e n t a l d e l a c u e n c a d e l T s t m o -

d e n t r o d e l o s E s t a d o s d e T a b a s c o y C h i a p a s . Y p o r l a s -

c o n d i c i o n e s d e l t e r r e n o ( p a n t a n o s o ) f u e n e c e s a r i o r e l i e

n a r y a d e m á s p i l o t e a r l a s á r e a s d e c i m e n t a c i ó n d e E q u i ­

n o .

1 1 , - G E N E R A L I D A D E S

: i ) - C L I M A T O L O G I A E 1 r 1 i n d e s c á ’ i d o y h ú m e d o c o n a b u n d a n - ­

Page 12: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

t e s l l u v i a s y t e m p e r a t u r a m á x i m a h a s t a d e 4 0 ° C . E n l o s -

m e s e s d e a b r i l y m a y o , l o s v i e n t o s d o m i n a n t e s s o n d e l -

N o r - E s t e , y e n l a é p o c a d e e s t í o p r e d o m i n a n l o s d e l S u £

E s t e . E s i m p o r t a n t e p a r a l a s e l e c c i ó n d e l á r e a d o n d e s e

i n s t a l a r á n l a s p l a n t a s p a r a e l a p r o v e c h a m i e n t o d e l o s -

h i d r o c a r b u r o s .

c ) . - V I A S D E A C C E S 0 : - L a v í a p r i n c i p a l d e a c c e s o a l C a m p o S a ­

m a r i a e s t á a l a a l t u r a d e l K m . 1 3 9 + 0 0 0 d e l a c a r r e t e ­

r a F e d e r a l d e C o a t z a c o a 1 e o s - V i 1 1 a h e r m o s a , d o n d e s e e n

t r o n c a c o n u n a c a r r e t e r a p a v i m e n t a d a d e 2 . 5 K m .

d ) . - C O M U N I C A C I O N : - E 1 C a m p o S a m a r i a c u e n t a c o n u n s e r v i c i o -

d e R a d i o F i j o , e l c u a l n o s d á c o m u n i c a c i ó n c o n l a s O f i ­

c i n a s C e n t r a l e s e n V i 1 1 a h e r m o s a , T a b . , a s í c o m o p a r a - -

l o s d e m á s D i s t r i t o s d e p e n d i e n t e s d e l S i s t e m a P e t r o l e r o .

D e b i d o a l a l t o i n c r e m e n t o d e l a p r o d u c c i ó n d e l o s p o z o s

d e é s t a á r e a s e t u v o l a n e c e s i d a d d e e x p a n s i ó n d e d i c h a p l a n t a - -

q u e a c t u a l m e n t e c u e n t a c o n g r a n d e s i n s t a l a c i o n e s , c o n e l o b j e t o -

d e a u m e n t a r l a p r o d u c c i ó n d e g a s y a c e i t e e n d i c h a á r e a .

A c o n t i n u a c i ó n s e d e t a l l a n l a s i n s t a l a c i o n e s Q u e s e e n ­

c u e n t r a n a c t u a l m e n t e e n l a B a t e r í a I I I .

- 7 -

Page 13: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

1 . - S E P A R A D O R E S C a p . P r o d u c c i ó n1 9 . 0 0 0 B i s / D í a1 9 . 0 0 0 B i s / D í a

2 . - R E C T I F I C A D O R E S 1 9 , 0 0 0 B i s / D í a1 9 , 0 0 0 B i s / D í a

3 . - E N F R I A D O R E S A T - „ f, p c p D M O S F E R I C O S . 2 ^ 1

4 . - T A N Q U E S D E A L M A C E N A M I E N T O 5 5 , 0 0 0 B i s .

1 0 , 0 0 0 B i s / D í a

5 . - T A N Q U E S D E B A ­L A N C E . 1 0 0 , 0 0 0 B i s / D í a

6 . - R E C T I F I C A D O R E SD E T . B . 1 9 , 0 0 0 B i s / D í a

7 . - E N F R I A D O R E S A T ­M O S F E R I C O S 1 5 , 0 0 0 B i s / D í a

8 . - R E C U P E R A D O R E SD E V A P O R E S . 5 , 0 0 0 B i s / D í a .

D E H I D R O C A R B U R O S C O N D E N S A D O S .

I n s t a l a d o s 5 V e r t i c a l e s 5 H o r i z o n t a ­

l e s .

3 V e r t i c a l e s1 H o r i z o n t a ­

l e s .

8 E n f r i a d o r e s 5 E n f r i a d o r e s

2

1

2

2

1

2

2

E n O p e r a c i ó n 5 V e r t i c a l e s 5 H o r i z o n t a ­

l e s .

3 V e r t i c a l e s 1 H o r i z o n t a ­

l e s .

8 E n f r i a d o r e s 5 E n f r i a d o r e s

1

1

1

2

1

1

2

D E T A N Q U E S D E A L ­M A C E N A M I E N T O . 5 5 , 0 0 0 B i s . 2 2

Page 14: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 9 -

9 . - T A N Q U E S R E C O L E C ­T O R E S D E H I D R O ­C A R B U R O S C O N D . 1 5 , 0 0 0 B i s / D í a 2 1

A s í m i s m o s e e n u m e r a n l a s P l a n t a s d e s e p a r a c i ó n q u e s e e n c u e n ­

t r a n e n t o d o e l D i s t r i t o , p o r l o q u e e s n e c e s a r i o t o m a r e n c u e n t a

e l v o l u m e n c o n s i d e r a b l e d e g a s y a c e i t e n e c e s a r i o a p r o c e s a r .

B A T E R I A S D E S E P A R A C I O N E N E L A R E A M E S O Z O I C O

B A T E R I A E T A P A D E S E P A R A C I O NA P P I B P

A G A V E X X

A R T E S A X

C U N D U A C A N X

C A C T U S I X

C A C T U S I I X

C A C T U S I I I X

I R I D E X

0 X 1 A C A Q U E X

P A R E D O N X

S A M A R I A I I X

S A M A R I A I I I X

S I T I O G R A N D E X X

S U N U A P A X X

R I O N U E V O X X

C A R D E N A S N O R T E XC A R D E N A S S U R X

J U J O XT E C O M I N O A C A N X

Page 15: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 10 -

A C O N T I N U A C I O N S E P R E S E N T A UN P L A N O D E L O C A L I Z A C I O N D E ­L A B A T E R I A D E S E P A R A C I O N S A M A R I A I I I Y B A S E D E A L I M E N T A C I O N D E G A S A L A S C O M P R E S O R A S .

Page 16: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

N O T A L o c a r r e t e r a d e a c c e s o t e n d r á 10 m d e a n c h o

74.00

1 0 0 0 '

E S . 1 Q . E

1 . P . N .

TESIS PROFESI0 NALBATERIA DE ALTA PR ESI ON

d a c a c i n a o n i a u a r í a ! í í a i

Page 17: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 3 -

D E S C R I P C I O N D E L P R O C E S O DE S E P A R A C I O N :

E l p r o c e s o q u e s e l l e v a a c a b o e n l a s P l a n t a s d e S e p a r a ^

c i ó n c o n s i s t e p r i m o r d i a 1 m e n t e e n l a s e p a r a c i ó n d e l a c e i t e y g a s -

p r o v e n i e n t e d e l o s p o z o s y l a s e p a r a c i ó n d e l o s l í q u i d o s c o n d e n s ¿

d o s d e l g a s .

D e b i d o a l a s c o n d i c i o n e s d e p r e s i ó n , p r i n c i p a l m e n t e q u e

s e t i e n e n e n l o s d i f e r e n t e s y a c i m i e n t o s , l a c o r r i e n t e a c e i t e g a s -

p r o v e n i e n t e d e l o s p o z o s e s r e c i b i d a e n c a b e z a l e s e s p e c í f i c o s , - -2

u n o d e a l t a p r e s i ó n , 7 0 a 7 8 K g / c m , u n o d e p r e s i ó n i n t e r m e d i a , -2 2 3 5 - 4 5 K g / c m y u n o d e b a j a p r e s i ó n , 7 - 1 1 K g / c m , a d e m á s s e c u e n t a

t a m b i é n c o n u n c a b e z a l d e m e d i c i ó n p a r a c u a n d o s e r e q u i e r a m e d i r ­

l a p r o d u c c i ó n p o r u n i d a d d e p o z o .

L a s e t a p a s d e s e p a r a c i ó n q u e s e t i e n e n e n l a s B a t e r í a s -

d e S e p a r a c i ó n s o n : A l t a P r e s i ó n , P r e s i ó n I n t e r m e d i a , B a j a P r e s i ó n

y T a n q u e s d e B a l a n c e .

E T A P A D E SEPARACION.» R E C T I F I C A C I O N P R I M A R I A , E N F R I A M I E N T O Y RECT.I

F I C A C I O N S E C U N D A R I A D E A L T A P R E S I O N .

L a p r o d u c c i ó n d e a c e i t e y g a s Of- ' o s p o z o s q u e s e r e c i -2

b e e n e l c a b e z a l d e a l t a ( 7 8 K g / c m y 6 0 ° C ) p a s a a l a s e c c i ó n d e -

III) DESCRIPCION DEL PROCESO DE SEPARACION V COMPRESION.

Page 18: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 4 -

s e p a r a c i ó n f o r m a d a p o r u n a B a t e r í a d e s e p a r a d o r e s e n e l c u a l e s -

" S e p a r a d o e l a c e i t e y e l g a s " .

E l a c e i t e s e p a r a d o p a s a a l a e t a p a d e s e p a r a c i ó n d e p r e

s i ó n i n t e r m e d i a y e l g a s p a s a a l a s e c c i ó n d e r e c t i f i c a c i ó n p r i m a ^

r i a c o n e l o b j e t o d e r e m o v e r e l a c e i t e y e l a g u a a r r a s t r a d o s p a r a

a s í p a s a r l o a l a s e c c i ó n d e e n f r i a m i e n t o f o r m a d a p o r t r e n e s d e in^

t e r c a m b i a d o r e s d e c a l o r e n f r i a d o s p o r a i r e . E n e s t a S e c c i ó n d e e n

f r i a r e l g a s d e 6 0 ° C s e c o n d e n s a n l o s h i d r o c a r b u r o s p e s a d o s y e l -

a g u a . L a c o r r i e n t e G a s - C o n d e n s a d o s y A g u a p a s a n a l a s e c c i ó n d e -

r e c t i f i c a c i ó n s e c u n d a r i a e n d o n d e s e s e p a r a n . E l g a s s e p a r a d o e n -

e s t a s e c c i ó n e s e n v i a d o p o r s u p r o p i a p r e s i ó n a l a s p l a n t a s e n d u j _

z a d o r a s e n l a u n i d a d P e t r o q u í m i c a d e C a c t u s .

ETAPA DE SEPARACION, RECTIFICACION PRIMARIA, ENFRIAMIENTO Y RECTI FICACION SECUNDARIA DE PRESION INTERMEDIA :

L a c o r r i e n t e d e a c e i t e s e p a r a d a e n l a e t a p a d e a l t a p r a

‘ ' ó n . y l a p r o v e n i e n t e d e l c a b e z a l d e p o z o s d e p r e s i ó n i n t e r m e d i a2

4 b < g / c m y 5 8 ° C ) , p a s a n a l a s e c c i ó n d e s e p a r a c i ó n f o r m a d a p o r -

t r e n e s ' 1 d e s e p a r a d o r e s , e n l o s c u a l e s s e s e p a r a e l a c e i t e y e l -

g a s , e l a c e i t e s e p a r a d o p a s a a l a e t a p a d e s e p a r a c i ó n d e b a j a p r e

sión h ! g a s p a s a a l a s e c c i ó n d e r e c t i f i c a c i ó n p r i m a r i a p a r a s e ­

p a r a r l e e l a c e i t e y e l a g u a a r r a s t r a d a a d o n d e p a s a n a l s i s t e m a -

d e s e p a r a c i ó n d e b a j a p r e s i ó n c o n e l o b j e t o d e q u e e l a c e i t e s e -

o b t e n g a l i b r e d e g a s , a g u a e n i d r o e a r b u r o s c o n d e n s a d o s , e l y a s p a

Page 19: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 5 -

E n e s t a s e c c i ó n a l a b a t i r l a t e m p e r a t u r a d e l g a s d e - -

5 S ° C a 3 7 . 8 ° C l o s h i d r o c a r b u r o s p e s a d o s y e l a g u a c o n t e n i d o s e n -

e s t e , s e c o n d e n s a n y p a s a a r e c t i f i c a c i ó n s e c u n d a r i a p a r a s e p a r a ^

l o s . E l g a s s e p a r a d o e s e n v i a d o p o r s u p r o p i a p r e s i ó n a u n a e s t a ­

c i ó n d e c o m p r e s i ó n d e p r e s i ó n i n t e r m e d i a p o r m e d i o d e t u r b o c o m p r ^o

s o r e s d e 2 p a s o s p a r a i n c r e m e n t a r l a p r e s i ó n a 7 8 K g / c m y d e a h í

e n v i a r l o s a l a u n i d a d P e t r o q u í m i c a C a c t u s .

E T A P A D E S E P A R A C I O N , R E C T I F I C A C I O N P R I M A R I A , E N F R I A M I E N T O Y R E C T I .

F I C A C I O N S E C U N D A R I A D E B A J A P R E S I O N .

L a c o r r i e n t e A c e i t e - A g u a s e p a r a d a e n p r e s i ó n i n t e r m e d i aoy , l a r e c i b i d a e n e l c a b e z a l d e p o z o s d e b a j a p r e s i ó n ( 1 1 K g / c m

y 5 7 ° C ) p a s a n a l s i s t e m a d e s e p a r a c i ó n , e n l o s c u a l e s <e s e p a r a -

e l a c e i t e - g a s . E l a c e i t e p a s a a l o s t a n q u e s d e b a l a n c e y e l g a s a

s u ú l t i m a e t a p a d e r e c t i f i c a c i ó n p a r a e l i m i n a r e l a c e i t e y a g u a -

a r r a s t r a d a .

E l g a s e s p a s a d o a l s i s t e m a d e e n f r i a m i e n t o c o n e l f i n -

d e a b a t i r s u t e m p e r a t u r a d e 5 7 ° a 3 7 . 8 p a r a e f e c t u a r l a c o n d e n s a ­

c i ó n d e l o s h i d r o c a r b u r o s p e s a d o s a d o n d e p a s a n a l s i s t e m a d e r e t

t i f i c a c i ó n s e c u n d a r i a p a r a s e p a r a r l o s E l g a s d e b a j a p r e s i ó n e s ­

e n v i a d o a l a e s t a c i 1 " d e c o m p r e s o r a s y d<- a " í a l a P l a n t a P e t r o ­

q u í m i c a d e C a c t u s .

sa al sistema de enfriamiento.

Page 20: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

16

Page 21: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 17 -

E l g a s d e p r o c e s o ó m e j o r c o n o c i d o c o m o a m a r g o ( p o r s u -

c o n t e n i d o d e á c i d o s u l f í d r i c o ) e s p r o p o r c i o n a d o p o r e l p r o d u c t o -

d e l a s e p a r a c i ó n e n b a j a p r e s i ó n p r o v e n i e n t e d e l a " B a t e r í a " l a -

c u a l s e l o c a l i z a a l S u r - O e s t e d e l a E s t a c i ó n d e T u r b o c o m p r e s o r a s .

E l p r o c e s o q u e s e l l e v a a c a b o e n e s t a e s t a c i ó n c o n s i s ­

t e e n l a c o m p r e s i ó n d e l g a s p r o c e d e n t e d e l a s b a t e r í a s d e s e p a r a ­

c i ó n p a r a s u e n v í o a l a s p l a n t a s e n d u l z a d o r a s d e g a s i n s t a l a d a s -

e n C a c t u s I .

L a s e t a p a s a l a s c u a l e s s e s o m e t e e l g a s e n l a E s t a c i ó n

s o n l a s s i g u i e n t e s :

1 . - E t a p a d e S u c c i ó n .

2 . - E t a p a C o m p r e s i ó n , E n f r i a m i e n t o y R e c t i f i c a c i ó n 1 e r .

p a s o .

3 . - E t a p a C o m p r e s i ó n , E n f r i a m i e n t o y R e c t i f i c a c i ó n 2 d o .

p a s o .

4 . - E t a p a C o m p r e s i ó n , E n f r i a m i e n t o y R e c t i f i c a c i ó n 3 e r .

p a s o .

DESCRIPCION DEL PROCESO DE COMPRESION i

Page 22: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 8 -

1 . - E T A P A D E S U C C I O N í

E l g a s p r o v e n i e n t e d e l a B a t e r í a d e R e p a r a c i ó n ( 7 K g /o

cm y 3 7 . 8 ° C ) e s r e c i b i d o e n u n s e p a r a d o r d e b a j a p r e s i ó n c o n e l

o b j e t o d e e l i m i n a r l o s l í q u i d o s c o n d e n s a d o s ó a c e i t e a r r a s t r a d o -

p o r e l g a s p o r c u a l q u i e r d e s c o n t r o l e n l a s b a t e r í a s . E l g a s s e p a ­

r a d o a t r a v é s d e u n i n t e r c a m b i a d o r d e c a l o r e n f r i a d o c o n a i r e a l

a b a t i r l a t e m p e r a t u r a d e 3 7 . 8 ° C s e c o n d e n s a n l o s h i d r o c a r b u r o s p e

s a d o s y e l a g u a . E l g a s y l o s l í q u i d o s c o n d e n s a d o s p a s a n a u n s e ­

p a r a d o r e m p a c a d o ( f i l t r o ) d e s u c c i ó n , e n e l c u a l a d e m á s d e s e p a ­

r a r l o s l í q u i d o s e l i m i n a t o d o t i p o d e i m p u r e z a s ( a r e n a , p o l i s u l f u

r o s , p i n t u r a , e t c . ) , q u e p u d i e r a a r r a s t r a r e l g a s ; d e a l l í e l g a s

s e p a r a d o p a s a a l p r i m e r p a s o d e c o m p r e s i ó n .

L o s h i d r o c a r b u r o s c o n d e n s a d o s y e l a g u a s e p a r a d o s p a s a n

a u n r e c i p i e n t e p o r m e d i o d e l c u a l s o n e n v i a d o s a u n s e p . r a d o r d e

3 f a s e s p a r a s u p r o c e s o .

2. - E T A P A D E C O M P R E S I O N . » E N F R I A M I E N T O Y R E C T I F I C A C I O N l E R . P A S O :

E l g a s s e p a r a d o e n l a e t a p a d e s u c c i ó n p a s a a l p r i m e r -p

p a s o d e c o m p r e s i ó n . E s t e g a s e s c o m p r i m i d o d e 7 K g / c m a 1 9 . 1 - - 2

K g / c m y p o r e f e c t o d e l a c o m p r e s i ó n l a t e m p e r a t u r a d e l g a s a u m e n

t a d e 2 8 ° a 1 3 5 ° C .

E l g a s e n e s t a s c o n d i c i o n e s p a s a a j d " S o l o a i r e " A l --

Page 23: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

19 -

a b a t i r l a t e m p e r a t u r a d e 1 3 5 ° C a 4 2 ° C , l o s h i d r o c a r b u r o s p e s a d o s -

s e c o n d e n s a n , y l a n u e v a c o r r i e n t e p a s a a u n r e c t i f i c a d o r p a r a - -

e f e c t u a r l a s e p a r a c i ó n e n e l 2 d o . p a s o d e c o m p r e s i ó n .

3 , - E T A P A D E C O M P R E S I O N , E N F R I A M I E N T O V R E C T I F I C A C I O N 2 D 0 . P A S O :

E l g a s r e c t i f i c a d o e n e l 1 e r . p a s o d e c o m p r e s i ó n p a s a -2 2a l 2 d o . p a s o d o n d e e s c o m p r i m i d o d e 1 9 K g / c m a 4 3 . 0 0 K g / c m y —

p o r e f e c t o s d e l a c o m p r e s i ó n l a t e m p e r a t u r a s e e l e v a d e 4 2 ° C a - -

1 0 6 ° C E l g a s c o m p r i m i d o p a s a a l e n f r i a d o r e n e l c u a l s e a b a t e l a

t e m p e r a t u r a d e 1 0 6 ° C a 3 9 ° C . L o s h i d r o c a r b u r o s c o n d e n s a d o s p r o d u £

t o d e e s t a c o m p r e s i ó n s e e n v í a n a p r o c e s o y e l g a s p a s a a l 3 e r . -

p a s o d e c o m p r e s i ó n .

4 . - E T A P A D E C O M P R E S I O N , E N F R I A M I E N T O Y R E C T I F I C A C I O N 3 E R , P A S O :

E l g a s s e p a r a d o e n e l r e c t i f i c a d o r d e l a e t a p a d e c o m ­

p r e s i ó n d e l 2 d o . p a s o , p a s a a l 3 e r . p a s o d e c o m p r e s i ó n e l c u a l e s2 2c o m p r i m i d o d e 4 3 K g / c m a 7 8 . 2 0 K g / c m . E s t o c o n s e c u e n t e m e n t e e l e

v a l a t e m p e r a t u r a d e l g a s d e 3 9 ° a 8 8 ° C ; e l g a s c o m p r i m i d o e s p a ­

s a d o a t r a v é s d e l e n f r i a d o r p a r a a b a t i r s u t e m p e r a t u r a d e 8 8 ° C a -

4 5 ° C , l o s h i d r o c a r b u r o s p e s a d o s y e l a g u a c o n t e n i d o s s e c o n d e n -------

s a n ; a d o n d e p a s a n a l a ú l t i m a e t a p a d e r e c t i f i c a c i ó n p a r a s e p a ­

r a r s e e l g a s s e p a r a d o y l i b r e d e i m p u r e z a s s e e n v í a a s í a l a s - -

Page 24: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- ?0 -

p l a n t a s e n d u l z a d o r a s e n e l C o m p l e j o P e t r o q u í m i c o d e C a c t u s .

C a b e h a c e r n o t a r q u e t a n t o e n u n a B a t e r í a d e S e p a r a c i ó n

c o m o e n u n a e s t a c i ó n d e c o m p r e s o r a s e l p r o c e s o e s e n c i a l e s l a s e ­

p a r a c i ó n d e l o s l í q u i d o s d e l g a s d e p e n d i e n d o d e s u g r a v e d a d e s p e ­

c í f i c a ó d e n s i d a d e s .

E l e q u i p o b á s i c a m e n t e e s e l m i s m o d i f e r i e n d o ú n i c a m e n t e

e n e l T u r b o C o m p r e s o r , p o r l o d e m á s c o m o s o n : S e p a r a d o r e s , R e c t i ­

f i c a d o r e s , E n f r i a d o r e s , V á l v u l a s d e C o n t r o l A u t o m á t i c o , V á l v u l a s -

d e c o n t r o l d e n i v e l , R e g i s t r a d o r e s d e F l u j o , S i s t e m a d e r e c u p e r a ­

c i ó n d e c o n d e n s a d o s y c o n e x i o n e s e n g e n e r a l s e b a s a n e n e l m i s m o -

p r i n c i p i o d e f u n c i o n a m i e n t o .

Page 25: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 21 -

E S T A C I O N E S D E C O M P R E S I O N E N E L A R E A M E S O Z O I C O .

E T A P A D E C O M P R E S I O N . E S T A C I O N D E C O M P R E S I O N B P a A P B P a P I

A G A V E X

C U N D U A C A N X

C A C T U S I X

C A C T U S I I X X

C A C T U S I V X

P A R E D O N X

S A M A R I A I I X

S A M A R I A I I I X

S I T I O G R A N D E X

S U N U A P A X

Page 26: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

M O T O C O M P R E S O R A S

G M V A - 8

E. S. 1. Q. 1. E.

1 . •CL

N .

TESIS PROFESIONALLOCALIZACION Y ORIENTACION DE EST.R A F A E L GARCIA MADRIGAL

ESC. | FECHA. /

Page 27: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

Z - PATIN D E S E P A R A D O R E S

3 - E N F R I A D O R

4 - T A N Q U E A C E I T E H I D R A U L I C O

5 -PATIN T U B E R I A S

6 - PATÍN D E M E D I C I O N

7 - S E P A R A D O R D E S U C C I O N G E N E R A L

e - P A T I N D E R E G U L A C I O N A L Q U E M A D O R

E . S. 1. Q. 1. E.

1 . P . N .

T E S I S P R O F 6 S I O N A LC O M F R E S O R A S SAMARIA El (LOCALIZACION DE EQUIPO)

R A F A E L j fef» C I a M A D R I G A L E S C . i : 1250 I F E C H A

Page 28: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 25 -

A t e n d i e n d o a s u n o m b r e , e l g a s n a t u r a l e s u n o d e l o s - -

p r o d u c t o s n a t u r a l e s a s o c i a d o g e n e r a l m e n t e c o n e l a c e i t e q u e s e e x

t r a e d e l o s y a c i m i e n t o s p e t r o l í f e r o s . C o m o g a s n a t u r a l e x i s t e n - -

t a m b i é n l o s l l a m a d o s g a s s e c o y g a s h ú m e d o , e l p r i m e r o s e r e f i e r e

a l g a s q u e s e c o m p o n e c a s i e n s u t o t a l i d a d d e m e t a n o y e l g a s h ú ­

m e d o e s a q u e l p r o d u c t o n a t u r a l q u e c o n t i e n e m a y o r p r o p o r c i ó n d e

h i d r o c a r b u r o s m a s p e s a d o s o l í q u i d o s ; e l g a s h ú m e d o s e p u e d e s e p a

r a r p a r a o b t e n e r g a s o l i n a n a t u r a l o r e c t i f i c a d a c o n l a s p r o p i e d a ­

d e s f í s i c a s y q u í m i c a s c o m o a g e n t e d e m e z c l a e n l a p r e p a r a c i ó n d e

c o m b u s t i b l e .

E x i s t e n g a s e s e n a l g u n a s z o n a s , l o s c u a l e s p u e d e n c o n t e

n e r e l e v a d o s p o r c e n t a j e s d e n i t r ó g e n o y b i ó x i d o d e c a r b o n o , s e - -

d a n c a s o s e n l o s q u e l o s g a s e s e s t á n c o m p u e s t o s d e u n o u o t r o g a s

i n e r t e ; t a m b i é n s o n i m p o r t a n t e s l o s g a s e s r i c o s e n h e l i o , a u n q u e -

p o r s u b a j a p r o p o r c i ó n n o e s c o s t e a b l e s u e x t r a c c i ó n .

D e n t r o d e l a p r o d u c c i ó n d e g a s n a t u r a l h a y a l g u n o s y a c ¿

m i e n t o s q u e c o n t i e n e n c o m p u e s t o s d e a z u f r e , d i c h o s c o m p u e s t o s s o n

s e p a r a d o s y t r a t a d o s c o n l a f i n a l i d a d d e r e c u p e r a r e l a z u f r e e n -

s u e s t a d o e l e m e n t a l .

L a s e p a r a c i ó n d e l o s v a p o r e s má s f á c i l m e n t e c o n d e n s a -------

b l e s d e l g a s h ú m e d o d e j a u n g a s r e s i d u a l c o m p u e s t o p r i n c i p a l m e n t e

CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL PROCESADO.

Page 29: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 2 6 -

d e m e t a n o , p o r l o q u e , t a n t o e l g a s s e c o n a t u r a l c o m o e l g a s h ú ­

m e d o d e s p u é s d e l t r a t a m i e n t o , e s t á n c o m p u e s t o s e s e n c i a l m e n t e d e ­

m e t a n o c o n p e q u e ñ a s c a n t i d a d e s d e e t a n o , p r o p a n o y q u i z á b u t a n o .

E l p u n t o d e e b u l l i c i ó n d e l m e t a n o y e l e t a n o e s t a n b a

j o q u e n o e s p r a c t i c a b l e l a l i c u e f a c c i ó n d e l g a s n a t u r a l c o n f i ­

n e s d e d i s t r i b u c i ó n y c o n s u m o , a u n q u e é s t a p o s i b i l i d a d t i e n e - -

c i e r t o i n t e r é s e n r e l a c i ó n a s u a l m a c e n a m i e n t o y c o n s e r v a c i ó n d e

r e s e r v a s .

A c t u a l m e n t e s e l e c a t a l o g a a l g a s n a t u r a l s e g ú n s u i m ­

p o r t a n c i a , y a s e a c o m o c o m b u s t i b l e o c o m o m a t e r i a p r i m a p a r a l a -

i n d u s t r i a p e t r o q u í m i c a , a n t e r i o r m e n t e s e m a l g a s t a b a n g r a n d e s c a n

t i d a d e s d e é s t e p r o d u c t o y a h o r a s e h a c e n e s f u e r z o s p o r e n c o n -------

t r a r m e d i o s p r á c t i c o s y e f i c a c e s d e a l m a c e n a j e y r e d u c c i ó n d e - -

p é r d i d a s .

S e s a b e q u e e l g a s n a t u r a l n o e s u n c o m p u e s t o p u r o , s i ­

n o u n a m e z c l a d e h i d r o c a r b u r o s ; g e n e r a l m e n t e c o n s i s t e d e u n a p o r ­

c i ó n i m p o r t a n t e d e h i d r o c a r b u r o s P A R A F I N I C O S L I G E R O S , m e t a n o , e t a

n o , p r o p a n o , b u t a n o , r o n p r o p o r c i o n e s v a r i a b l e s d e h i d r o c a r b u r o s -

p a r a f í n i c o s d e p u n t o d e e b u l l i c i ó n m á s e l e v a d o s , p e n t a n o , h e x a n o ,

n i t r ó g e n o , b i ó x i d o d e c a r b o n o y s u l f u r o d e h i d r ó g e n o .

E l g a s d e p o z o s s e c o s e s t á c o m p u e s t o e n g r a n p a r t e d e -

m e t a n o , c o n p e q u e ñ a s c a n t i d a d e s d e e t a n o y p r o p a n o y s o l o m í n i m a s

Page 30: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 27 -

c a n t i d a d e s d e b u t a n o e h i d r o c a r b u r o s m á s p e s a d o s ; e l g a s d e c a b e ­

z a d e l o s p o z o s p r o d u c t o r e s d e p e t r ó l e o c o n t i e n e h i d r o c a r b u r o s p ¿

r a f í n i c o s , i n c l u y e n d o h e x a n o s , p e r o é s t o s - h i d r o c a r b u r o s m á s p e s a ­

d o s s e s e p a r a n p o r c o m p r e s i ó n ó a b s o r c i ó n o b t e n i é n d o s e a p r o x i m a d a ^

m e n t e u n l i t r o d e g a s o l i n a p o r c a d a m e t r o c ú b i c o d e g a s p r o d u c i d o .

L a m a y o r p a r t e d e l g a s n a t u r a l s e e m p l e a e n p r o c e s o s d e

c a l e f a c c i ó n i n d u s t r i a l y d o m é s t i c a . S u f a c i l i d a d d e c o n t r o l , u n i ­

f o r m e e n l a c o m p o s i c i ó n , a u s e n c i a d e s u b s t a n c i a s i n d e s e a b l e s y - -3

e l e v a d a p o t e n c i a c a l o r í f i c a , q u e p r o m e d i a l a s 1 0 0 0 0 K C A L / M , h a ­

c e n a u e s e a é s t e g a s e l c o m b u s t i b l e i d e a l e n u n a s e r i e i l i m i t a d a -

d e a p l i c a c i o n e s , s e p u e d e d e c i r q u e l o s ú n i c o s f a c t o r e s q u e r e s ­

t r i n g e n s u e m p l e o c o m o c o m b u s t i b l e s o n s u a c c e s i b i l i d a d y s u p r e ­

c i o , e l c u a l d e p e n d e c o n s i d e r a b l e m e n t e d e l c o s t o r e l a t i v o d e l o s -

o t r o s c o m b u s t i b l e s c u y o c e n t r o d e p r o d u c c i ó n e s t á m á s p r ó x i m o a i -

c o n s u m i d o r , c u a n d o e x i s t e u n g a s o d u c t o , l a a p l i c a c i ó n d e l g a s n a ­

t u r a l e s m u y s e n c i l l a p o r m e d i o d e d i s p o s i t i v o s y q u e m a d o r e s a d e ­

c u a d o s p a r a t o d a s l a s n e c e s i d a d e s d o m é s t i c a s e i n d u s t r i a l e s .

E l g a s n a t u r a l h ú m e d o t i e n e u n a i m p o r t a n c i a p r i m o r d i a l -

c o m o f u e n t e d e a p r o v e c h a m i e n t o d e g a s o l i n a , p a r a l o c u a l s e s u e l e

t r a n s p o r t a r e l g a s a l a s u n i d a d e s d e e x t r a c c i ó n , e n d o n d e s e l e -

s e p a r a d e l o s h i d r o c a r b u r o s l í q u i d o s q u e f o r m a n l a l l a m a d a g a s o ! i _

n a n a t u r a l ó g a s o l i n a r e c t i f i c a d a . L o s h i d r o c a r b u r o s g a s e o s o s m á s

f á c i l m e n t e c o n s i d e r a b l e s , t a l e s c o m o p r o p a n o y b u t a n o , s e p u e d e n -

e x t r a e r t a m b i é n e n é s t a s c o n d i c i o n e s , Q u e d a n d o u n g a s r e s i d u a l p o

Page 31: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 28 -

A l c o n s i d e r a r l a s r e a c c i o n e s d e l g a s s e c o n a t u r a l p r o c e

d e n t e d e l o s p o z o s ó d e l g a s r e s i d u a l p o b r e d e l a s p l a n t a s d e e x ­

t r a c c i ó n , s e p u e d e s u p o n e r c o n s e g u r i d a d q u e s e c o m p o n e p r i n c i p a l ^

m e n t e d e m e t a n o . L a d e s c o m p o s i c i ó n d e é s t o s g a s e s s u m i n i s t r a , p o r

l o t a n t o , u n a f u e n t e d e c a r b ó n e h i d r ó g e n o q u e s o n e n s í m i s m o , -

l o s e l e m e n t o s b á s i c o s d e t o d o s l o s c o m p u e s t o s o r g á n i c o s . E l m e t a ­

n o p o r e j e m p l o , p u e d e e m p l e a r s e c o m o p r o d u c t o d e p a r t i d a e n l a - -

p r e p a r a c i ó n d e a l c o h o l m e t í l i c o y f o r m a l d e h i d o p o r o x i d a c i ó n ó e n

l a o b t e n c i ó n p o r c l o r a c i ó n d e l c l o r u r o d e m e t i l o . E l n e g r o d e h u ­

m o , d e t a n t a i m p o r t a n c i a e n l a i n d u s t r i a , e s t a m b i é n u n p r o d u c t o -

o b t e n i d o , b i e n p o r l a c o m b u s t i ó n i n c o m p l e t a d e l m e t a n o ó p o r s u -

c r a c k i n g t é r m i c o . E l h i d r ó g e n o p u e d e p r o d u c i r s e p o r l a p i r o l i s i s -

a a l t a t e m p e r a t u r a d e l m e t a n o ó p o r r e l a c i ó n d e é s t e c o n v a p o r d e

a g u a , y p o r c o m b i n a c i ó n , c o n n i t r ó g e n o o b t e n i d o d e l a i r e s e c o n ­

v i e r t e e n a m o n i a c o .

D e l o a n t e r i o r m e n t e e x p u e s t o , e l g a s n a t u r a l c o n a l t o -

c o n t e n i d o e n m e t a n o p u e d e c o n s t r u i r l a m a t e r i a p r i m a p a r a l a o b ­

t e n c i ó n d e n u m e r o s o s p r o d u c t o s , a u n q u e l a c a n t i d a d c o n s u m i d a a c ­

t u a l m e n t e e n e l l o e s r e l a t i v a m e n t e p e q u e ñ a e n c o m p a r a c i ó n c o n l a -

e m p l e a d a c o m o c o m b u s t i b l e p a r a u s o s d o m é s t i c o s e i n d u s t r i a l e s .

bre con casi las mismas propiedades que el gas seco.

Page 32: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 29 -

E n b a s e a l o s a n á l i s i s c r o m a t o g r á f i c o s e f e c t u a d o s a l - -

g a s n a t u r a l p r o d u c i d o e n e l á r e a m e s o z o i c o , s e s a b e q u e c o n t i e n e -

l o s s i g u i e n t e s c o m p u e s t o s :

CARACTERISTICAS DEL GAS PRODUCIDO :

C O M P O N E N T E

M E T A N O ( C H 4 )

E T A N O ( C ? H 6 )

P R O P A N O ( C 3 H 8 )

I S O B U T A N O ( C 4 H 1 Q )

B U T A N O N O R M A L ( C 4 H 1 Q )

I S O P E N T A N O ( C 5 H 1 2 )

P E N T A N O N O R M A L (C 5 H 1 2 )

H E X A N O Y M A S P E S A D O S ( C c +)

S U L F U R O DE H I D R O G E N O HgS.

D I O X I D O DE C A R B O N O C 0 2 .

P E S O M O L E C U L A R

P E S O E S P E C I F I C O 20/4° + 0 . 8 2 0

L I C U A B L E S : 9 4 . 9 4 B L S / M M P C D .

P.M. C O M P O S I C I O N % M.L. P . M

1 6 7 1 . 7 0 1 1 . 4 7 2

3 0 1 2 . 2 5 3 . 6 7 5

4 4 6 . 8 9 3 . 0 3 1

5 8 0 . 5 7 0 . 3 3 0

5 8 1 . 7 6 1 . 0 2 0

7 2 0 . 3 6 0 . 2 5 9

7 2 0 . 6 4 0 . 4 6 0

8 6 2 . 4 0 2 . 0 6 4

3 4 1 . 9 3 0 . 6 5 6

44 1 . 4 7 0 . 6 4 6

2 3 . 6 1 3

2 3 . 6 1 3 G / G m s .

D e l o e x p u e s t o s e d e d u c e q u e e l g a s p r o d u c i d o p o r e s t o s c a m p o s e s

h ú m e d o y a m a r g o ; h ú m e d o p o r q u e c o n t i e n e h i d r o c a r b u r o s m á s d e n s o s -

ó l i c u a d o s ( C ^ + ) y a m a r g o p o r q u e c o n t i e n e H ? S y C O g .

Page 33: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 30 -

DESCRIPCION DEL EQUIPO

A) .- EQUIPO DEB) .- EQUIPO DEc) .- EQUIPO DED). - EQUIPO DE

SEPARACION.RECTIFICACION.ENFRIAMIENTO.COMPRESION.

Page 34: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 1 -

EQUIPO DE SEPARACION Y RECTIFICACION.

F í s i c a m e n t e l o s s e p a r a d o r e s s o n r e c i p i e n t e s c e r r a d o s - -

p r o v i s t o s d e b o q u i l l a p a r a s u c c i ó n y d e s c a r g a d e l g a s a m a n e j a r , -

a d e m á s e n l a i n f e r i o r u n s i s t e m a d e d r e n e s a u t o m á t i c o s y m a n u a l -

p a r a d e s a l o j a r l o s l í q u i d o s a c u m u l a d o s e n l a r e c t i f i c a c i ó n .

E n l a p a r t e s u p e r i o r e s t á n p r o v i s t o s t a m b i é n d e b o q u i ­

l l a s p a r a i n s t a l a c i ó n d e v á l v u l a s d e s e g u r i d a d o d e a l i v i o . A d e ­

m á s c o n s t a u e u n c o n t r o l d e n i v e l ó p t i c o , a s í c o m o b o q u i l l a s p a r a

i n s t a l a c i ó n d e m a n ó m e t r o s y t e r m ó m e t r o s .

L a f u n c i ó n p r i m o r d i a l d e e s t e e q u i p o e s s e p a r a r e l g a s -

d e l o s l í q u i d o s q u e s e h a n f o r m a d o e n e l t r a n s p o r t e d e l m i s m o d e -

l a t u b e r í a a l a E s t a c i ó n d e C o m p r e s i ó n a l p a s a r p o r l o s d i f e r e n ­

t e s c a m b i o s d e t e m p e r a t u r a y p r e s i ó n .

D i c h o e q u i p o e s f a b r i c a d o e n l á m i n a d e a c e r o a l c a r b ó n -

b a j o e l C ó d i g o d e l A S M E r e s i s t e n t e s a l o s m e d i o s c o r r o s i v o s ( H g S ) ,

c o n t e n i e n d o e n e l i n t e r i o r u n a s e r i e d e d i s p o s i t i v o s c o m o m a m p a ­

r a s o b a f l e s y o t r o s e l e m e n t o s q u e c o m p l e t e n d i c h a s e p a r a c i ó n .

P o r t e o r í a l a s e p a r a c i ó n d e g a s l í q u i d o o b e d e c e a l o s -

p r i n c i p i o s b á s i c o s s i g u i e n t e s

DESCRIPCION DE EQUIPO

Page 35: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 2 -

1 . - L a s e p a r a c i ó n e s e l p r o c e s o m e d i a n t e e l c u a l e s s e p a r a ­

d o u n l í q u i d o d e u n g a s d e b i d o a l c h o q u e s ú b i t o d e l a -

c o r r i e n t e d e l f l u i d o s o b r e u n a m a m p a r a .

2 . - L a e x p a n s i ó n q u e s e e f e c t ú a d e p e n d e d e l a n a t u r a l e z a d e

l o s f l u i d o s a s e p a r a r y d e l a r e l a c i ó n q u e e x i s t e e n t r e

l o s d o s .

3 . - S i l a m e z c l a s e s o m e t e a m o v i m i e n t o s c e n t r í f u g o s a u m e n ­

t a l a e f i c i e n c i a d e s e p a r a c i ó n y s o b r e t o d o c u a n d o d e -

l a f a s e l í q u i d a e s c o n s i d e r a b l e .

I . - S E C C I O N D E S E P A R A C I O N P R I M A R I A . - E s t a s e c c i ó n e s ú t i l

r a e l i m i n a r b a c h e s l e n t o s d e l í q u i d o s y g r a n d e s g o t a s -

d e l í q u i d o s d e l a c o r r i e n t e d e g a s p a r a p e r m i t i r r e d u ­

c i r a l m í n i m o l a t u r b u l e n c i a ; a q u í e n e s t a s e c c i ó n s e -

e f e c t ú a l a c o r r i e n t e g a s e o s a l í q u i d a c o n l a m a m p a r a d e -

f 1 e c t o r a .

I I . - S E C C I O N D E A C U M U L A C I O N D E L I Q U I D O S P E R M I T E R E C I B I R Y D E

P O S I T A R L O S L I Q U I D O S S E P A R A D O S . - E s t a s e c c i ó n d e b e r á t e ­

n e r e l s u f i c i e n t e e s p a c i o p a r a m a n e j a r c a b e z a d a s d e -------

f l u i d o s q u e p u e d a n o c u r r i r e n u n a o p e r a c i ó n n o r m a l y s e

d e b e r á d i s e ñ a r p a r a i m p e d i r q u e e l l í q u i d o s e p a r a d o n o -

s e a p e r t u r b a d o p o r l a c o r r i e n t e d e g a s . E s r e c o m e n d a b l e

c u a n d o e x i s t a n g r a n d e s c a n t i d a d e s d e l í q u i d o s y e n c a b ¿

Page 36: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 3 -

1 1 1 . - S E P A R A C I O N S E C U N D A R I A . - E s t a s e c c i ó n p e r m i t e e l i m i n a r pe_

q u e ñ a s g o t a s d e l í q u i d o s ; e l p r i n c i p i o e s e l a s e n t a m i e j i

t o p o r g r a v e d a d d e c o r r i e n t e d e g a s y a q u e l o q u e r e - -

q u i e r e p a r a e l a s e n t a m i e n t o d e g r a v e d a d e s p r o d u c i r a l -

m í n i m o e l e f e c t o d e l a t u r b u l e n c i a . E s t o e s d e i m p o r t a ^

c i a p a r a d i s m i n u i r l a v e l o c i d a d d e l g a s a l a e n t r a d a - -

d e l s e p a r a d o r .

I V . - S E C C I O N D E E X T R A C C I O N D E N E B L I N A . - S u d i s e ñ o p e r m i t e e l i

m i n a r p e q u e ñ a s g o t a s d e l í q u i d o q u e n o p u e d a n s e r e l i i r r ^

n a d a s ó a s e n t a d a s p o r g r a v e d a d , d i c h a s g o t a s s o n a c a —

r r e a d a s a t r a v é s d e l a s e g u n d a s e c c i ó n d e s e p a r a c i ó n , -

c u a n d o l a v e l o c i d a d d e l v a p o r e s m a y o r q u e e l r i t m o d e ­

a s e n t a m i e n t o d e p a r t í c u l a s .

L a s p r i n c i p a l e s v a r i a b l e s q u e i n f l u y e n e n l a s e p a r a c i ó n

s e c o n s i d e r a n a c o n t i n u a c i ó n :

a ) . - L a p r e s i ó n d e o p e r a c i ó n d e u n s e p a r a d o r d e p e n d e d e l a -

p r e s i ó n d e l p o z o y e l f l u i d o m á s i c o g a s - l í q u i d o q u e -

m a n e j e .

b ) . - U n c a m b i o e n l a p r e s i ó n a f e c t a r á a l a s d e n s i d a d e s d e l -

g a s y . d e l l í q u i d o ( c o n d e n s a d o s ) e n l a v e l o c i d a d p e r m i t í

d a y e l v o l u m e n r e a l d e l f l u j o , c a r a c t e r í s t i c a d e l g a s -

a m a r g o .

zadas a aumentar dicha sección.

Page 37: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 34 -

ESPECIFICACIONES SEPARADOR GENERAL DE SUCCION.

C A P A C I D A D : 110 M M P C D .

P R E S I O N OP. 63 A 90 P S I G .

T E M P E R A T U R A DE OP. 1200°F.

T A M A Ñ O : D I A M E T R O 90" I D .

L O N G I T U D : 15' H O R I Z O N T A L .

M A T E R I A L : A - 5 1 5 - 7 0 , C O D I G O A S M E S E C C I O N VI I I .

B O Q U I L L A S U C C I O N 24" 0 150 #.

B O Q U I L L A D E S C A R G A : 2 4 " 0 150#.

A C C E S O R I O S :

V A L V U L A Y M A N O M E T R O S .

M E D I D O R DE P R E S I O N D I F E R E N C I A L .

C O N T R O L D E N I V E L DE L I Q U I D O S .

V A L V U L A DE C O N T R O L DE N I V E L DE L I Q U I D O S ( A U T O M A T I C O ) .

V A L V U L A D E S E G U R I D A D .

Page 38: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas
Page 39: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 6 -

ESPECIFICACIONES DEL SEPARADOR.

P R I M E R P A S O :

C A P A C I D A D G A R A N T I Z A D A A LA U N I D A D 1 8:4 M M P C D A 6 3 - 9 0 A P = 1 . 0 L B S

/ P U L G 2 C U A N D O L O S F I L T R O S E S T A N L I M P I O S .

D I M E N S I O N E S E N T R A D A H O M B R E : 2 6 " 0 A S M E .

T A M A Ñ O B O Q U I L L A S U C C I O N 10" (S, 150 #.

T A M A Ñ O B O Q U I L L A D E S C A R G A 10", 1 3 0 #.

D I A M E T R O C O L E C T O R DE C O N D E N S A D O S : 8, 5 / 8 “ OD.

C A P A C I D A D P A R A L I Q U I D O : 43 G A L O N E S .

A C C E S O R I O S :

V A L V U L A Y M A N O M E T R O S .

M E D I D O R DE P R E S I O N D I F E R E N C I A L .

C O N T R O L A D O R DE N I V E L DE L I Q U I D O .

V A L V U L A DE C O N T R O L DE N I V E L P A R A L I Q U I D O .

V A L V U L A DE S E G U R I D A D .

Page 40: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 37 -

Page 41: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 38 -

E . S . 1 . Q . 1 . E

1 . P N .T E S I S PR O FE S IO NA L

S E P A R A D O R HORIZONTALR A F A E L G ARC IA MA DRIG AL

E S C . |f ECHA.~

Page 42: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 39 -

SE GUNDO PASO :

CAPACIDAD : 14.1 M M P C D .

PRES ION DE OPER ACION : 224 A 296.5 PSIG.

TEMP ER AT UR A DE OPERACION : 120°F.

GRAVEDAD ESP. DEL GAS : 0.874 A 0.879.

DIAMETRO DEL RECT IFICADOR : 30" 0 ID.

ALTURA : 7' 6" VERTICAL.

PRESION DE DISEÑO : 300 PSIG.

TEMPERATURA DE DISEÑO : 200°F.

TIPO MATERIAL : A-SIS-70, CODIGO ASME ED. VIII.

TO LERANCIA POR CORROSION : 1/8".

A P. : 1.0 PSIG MAXIMA.

DIAMETRO BOQU ILLA ENTRADA (SUCCION) 8" 0 300 #.

DIAMETRO BOQUILLA DESCARGA : 8" 0 300 #.

DIAMETRO COLE CTOR CONDENSADOS : 3 0 “ 0 ID.

A C C E S O R I O S :

VALVULA Y MANOMETRO.

MEDIDOR DE PRESION DIFERENCIAL HACIA EL COMPRESOR.

CONTROL NIVEL DE LIQUIDO (AUTOMATICO).

ESPECIFICACIONES RECTIFICADOR.

Page 43: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 4a

Page 44: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 41 -

ESPECIFICACIONES RE CT IF I C A D O R DESCARGA.

CAPACIDAD : 14.1 MMPCD.

PRESION DE OPERACION : 104.9 A 1215.2 PSIG.

TEMPERATURA DE OP. 120°F.

TAMAÑO : DIAM ETRO 35" 0.

ALTURA : 7' 6" VERTICAL.

PRESION DE DISEÑO : 1320 PSIG.

TEMPERATURA DE DISE ÑO : 200°F.

DIAMETRO BOQUILLA SUCCION : 6" 0 600#.

DIAMETRO BOQUILLA DE SCARGA : 6" 0 600#.

DIAMETRO COLECTOR DE CONDENSADOS : 36" 0.

A C C E S O R I O S :

VALVULA Y MANOMETROS.

MEDIDOR DE PRESION DIFERENCIAL.

CONTROL DE NIVEL DE LIQUIDO.

Page 45: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 42 -

/

E . S . I Q . 1 E .

1 . P . N .T E S I S P R O F E S I O N A L

RECTIFICADOR DE DESCARGA V - 3R A F A E L G A R C I A M A D R I G A L

E S C . [ F E C H A .

Page 46: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 43 -

ESPECIFI CACIONES FILTRO SEPA RA DO R GAS COMBUSTIBLE.

CAPACIDAD : 2 200 PCD.

PRECION DE OPER ACION : 165 A 215 PSIG.

TEMPERATURA OP. 65°F.

DIAMETRO 10-3/4 OD. VERTICAL.

PRESION DE DISEÑO : 1200 #.

TEMP ERATURA DE DISEÑO : 200 GRAD OS 2F.

MATERIAL : A-53 B, ASME SECCION VIII.

DIAMETRO BOQU ILLA SUCCION : 3" 0 600 #.

DIAMETRO BOQUILLA DESCARGA : 3" 0 600 #.

A C C E S O R I O S :

VALVULA Y MANOMETROS.

MEDIDOR DE PRESION DIFERENCIAL.

CONTROL NIVEL DE LIQUIDOS.

VALVULA DE SEGURIDAD.

Page 47: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

SAL IDA

- 4J -

P L A N T A

i

h []b >jLl— J TRADA

t é■ r

E L E V A C I O N

E . S . 1 . Q . 1 . E

1 . P . N .T E S I S P R O F E S I O N A L

UNIDAD FILTRO SEP. GAS-OOMBUST V-4R A F A E L G A R C I A M A D R I G A L

E S C F E C H A .

Page 48: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 45 -

El equipo de enfriamiento utilizado en las esta ciones -

de compresión es una serie de intercam biadores de calor enfriados

con aire (air Cooled Heat Exchangers) comunmente conocidos en la-

industria petrolera como Soloaires.

El gas pasa a través de bancos de tubos aletados, en --

contacto con una corriente de aire, ya sea en forma inducida ó re

f o r z a d a .

Los intercambiadores de calor enfriados con aire, c o n ­

sisten en un banco de tubos con aletas conectadas a un cabezal a-

través del cual pasa el gas, el líquido o los vapores. El aire es

circulado por los tubos a alta velocidad, ya sea mediante tiro iii

ducido ó tiro forzado, dependiendo de que el ventilador esté col

cado arriba 5 abajo del banco de tubos. El calor eliminado se d i ­

sipa en la atmósfera.

En estos equipos el aire se hace pasar a través de un -

banco de tubos con supe rficies extendidas (Tubos aletados), por -

los cuales circula el gas, al cual se le va a reducir su t e m p e r a ­

tura tanto como se requiere, de acuerdo a las condiciones de p r o ­

ceso, teniendo como límite una temperatura cercana a la del Dulbo

seco del aire. Este aire se impulsa a través del banco de tubos -

mediante un ventilador del tipo axial que de acuerdo a su pos i-

ción en el equipo (abajo del banco de tubos) suministra el flujo-

EQUIPO DE ENFRIAMIENTO UTILIZADO.

Page 49: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 46 -

de aire en forma de tiro forzado ó arriba del banco de tubos suun

nistra el flujo de aire en forma de tiro inducido.

La transferencia de calor se efectúa mediante los m e c a ­

nismos de la conv ección y conducción, cediendo el gas el proceso-

su calor sensible a la corriente de aire que pasa a través del --

banco al flujo censado, ya que el gas que se va a enfriar entra -

por la parte superior del banco de tubos y sale por la parte infe^

rior del mismo.

A un banco de tubos se le conoce como sección, siendo -

este de dime nsiones variables de acuerdo con la carga térmica por

remover en el equipo. Por lo general las longitudes standard para

los tubos aletados son de 8, 10, 12, 16, 20, 24 y 30 Pies, el a n ­

cho varía de 8 a 16 Pies por sección, considerando los canales 1¿

terales. lina unidad puede tener más secciones.

Las dime nsiones máximas de estos equipos están l i m i t a ­

das por el problema de tran sporte y su loca lización en la planta.

Las dimensiones de un banco de tubos standard oscilan -

entre los 24 y 30 Pies de longitud, de 8 a 16 Pies de ancho y una

profunidad de 4 a 6 hileras.

El equipo cuyo volumen largo-ancho es de uno ó cerc anos

a la unidad, constan por lo general de un ventilador, cuando la -

relación excede a 1.8 pueden tener 2 ó más ventiladores.

Page 50: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 47 -

En las unidades de tiro inducido, debido a la posición-

del ventilador y de la caja de aire, este va a tener una m e jo r --

dist ribución a través del banco de tubos, además se aumenta de --

1.5 a 3 veces su ve locidad de salida por la succión prov ocada por

el ventilador e l im in án do se la posible recirculación de aire c a —

líente a la entr ada del equipo.

Sin embargo, este equipo trae en consecuencia más d e s ­

ventajas que ventajas, por ejemplo :

1 . -Consume más potencia en sus ventiladores (aproximadamein

te el 100% para mover una misma cantidad de aire, ya --

que este al pasar por el banco de tubos, se cali enta --

ocupando un mayor volumen.

2. -Para que el motor no reciba directamente el flujo de --

aire caliente, se tienen que colocar flechas y sopo rtes

de una mayor longitud provocando por consiguiente vibra

ciones indeseables en el equipo.

3.-Para poder tener espacio disponible para la flecha del-

ventilador se tienen que quitar algunos tubos, disminu-

yendo el área de transferencia del equipo.

UNIDADES DE TIRO INDUCIDO.

4 . -Cuando el equipo requiere de inspección y manten im ie nt o

Page 51: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 48 -

ya sea para cambiar algún tubo o limpiar un banco se --

tiene que desmontar la mayor parte del equipo r e s u l t a n ­

do muy costoso.

5 . -Debido a que por lo general los ventiladores son más --

grandes y su estructura de mayor tamaño, este tipo re--

sulda más caro que los de tiro forzado.

UNIDADES DE TI RO FORZADO.

En las unidades de tiro forzado, si bien la d i s t r i b u---

ción del aire no es uniforme como el tiro inducido, el volu men de

aire a manejar para un mismo servicio es menor que en el caso del

tiro inducido, teniendo por consiguiente un menor consumo de p o ­

tencia en los ventiladores. El tiro forzado es reco mendable c u a n ­

do se enfrían corr ientes de gas demasiado calientes del rango de-

400 a 5 0 0 ° F , originando que la temperatura de salida del aire sea

elevada al grado de poder dañar el ventilador.

Otra ventaja que presenta es cuando se requiere cambiar

en una unidad un cierto número de secciones, permite un arreglo -

más económico y conveniente ya que el ve ntilador esté localizado-

cerca del nivel del piso y los costos de costura son menores. Una

desventaja es que son un poco más ruidosos de los de tiro i n d u c i ­

do .

Page 52: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 49 -

A las tiras de metal 6 piezas que se empl ean para extein

der las superficies de transferencia de calor se le conoce genérj^

camente como aleta. Cuando a las superficies ordi narias de t r a n s ­

ferencia se les añaden estas piezas, extienden la supe rficie d i s ­

ponible para transferencia de calor.

La transferencia de calor en una superficie extendida -

depende de la geom etría, de conductividad de la aleta y la r e l a ­

ción que tenga para con respecto a la superficie lisa del tubo.

Existen bási camente 2 tipos de tubos aletados.

1 . -Tubos con aletas longitudinales.

2 . -Tubos con aletas transversales.

Las aletas longitudinales se usan para cambi adores de -

calor de doble tubo ó para cambiadores de tubo y coraza sin d e ---

flectores en los cuales el flu'ido por fuerza de los tubos es muy

viscoso y las condiciones del flujo son a régimen laminar.

Las aletas transversales se usan para el ca l e n t a m i e n t o -

ó enfriamiento de una corriente de gas en flujo cruzado.

TIPOS DE ALETAS.

La eficiencia de una aleta está dada por la relación en

Page 53: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 50 -

tre el calor absorbido por la aleta y el disipado 6 transmitido -

al medio ambiente.

Existen una gran vari edad de aletas transversales en --

los cambiadores de calor enfriados con aire y sus ca racterísticas

están en función del tipo de servicio que van a efectuar así como

el nivel de temperatura en que se trabaje el gas.

ENTRE LAS ALETAS MAS UTILIZADAS SE TIENEN :

1. -ALE TA TENSIO NA DA ANGULAR.

En este tipo de aleta el contacto entre el tubo y la --

aleta depende de la tensión aplicada durante el proceso de aleta-

do del tubo. Se utilizan cuando se manejan fluidos de proceso c u ­

ya temperatura se encuentra entre los 150 - 250°f.

2 . -ALETA RECTA TENSIONADA.

El tipo de aleta se enrolla en espiral sobre la superfj_

cié del tubo por medios mecá nicos y se utiliza cuando se ma ne ja n-

fluidos de proceso cor temperaturas menores de 300°f.

Page 54: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 51

3 . -ALE TA ANGULAR INCRUSTADA.

Son aletas enrolladas en espiral con un dobles sobre la

base de la misma, aproximadamente igual al ancho del espaciamien-

to de la aleta. Se utilizan generalmente para temperaturas de pro

ceso entre 350 y 500°f.

4 . -ALETA EXTRUIDA.

El tubo bimetálico con aletas extruídas consiste de un-

tubo interior de metal resistente a la corrosión y de un tubo e x ­

terno, por lo general es de aluminio, el cual por medios m e c á m - -

cos dentro del proceso aletado se forman las aletas a partir d e l -

tubo exterior.

Su apli cación abarca rangos de temperatura entre 500 y-

600° f .

Generalmente el diámetro exterior de los tubos es de --

una pulgada aunque para servicios de fluido viscoso o bien gas, -

se emplean tubos de 1.5 pulgadas. La altura de las aletas varía -

de 0.5 a 0.625 pulgadas, el número usual de aletas por pulgadas -

oscila entre 7 y 11 y el espaciamiento entre los tubos varía de -

1.5 a 2.5 pulgadas teniendo siempre un arreglo triangular. El m a ­

terial de fabricación de las aletas puede ser acero cobre o bien-

Page 55: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 52 -

aluminio, que es el más económico y el que más se utiliza.

El banco de tubos aletados, al igual que el haz de t u ­

bos lisos en un cambiador de calor de tubo y coraza están unidos-

en sus extremos por dos cabezales que tienen como función la a l i ­

ment ación a los tubos del gas que se desea enfriar.

Los cabezales que se tienen para estos equipos son:

1.-Cabezal con tapa plana separable de placa.

2 . -Cabezal del tipo de caja forzada.

3 . -Cabezal de placas soldadas.

4 . -Cabezal redondo.

La selección del tipo de cabezal depende básicamente de

la presión de operación. Para los cabezales de placa cubierta en-

los que se utilizan empaques es necesario quitar la placa para te

ner acceso a los tubos. Generalmente este tipo de cabezal se e m ­

plea cuando se tienen fluidos incrustantes y que se requiere de -

una limpieza frecuente. Estos cabezales son poco prácticos para -2

presiones de operación de 400 Psig. (27.21 Kg/cm .).

El cabezal de tiDO caja tiene tornillos que taponan a m ­

bos extremos de los tubos, teniendo cada tubo sus respectivos tor

ni 1 los. Esto proporciona acceso individual a cada tubo con el fin

de dar limpieza, reajustar al tubo y taponar este en caso de fu--

Page 56: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 53 -

gas. Estos cabezales son los mas comunes y tienen una presión m á ­

xima de operación de 3000 0 Psig. (204.13 Kg/cr ).

Los bancos de tubos aletados por lo general tienen un -

extremo flotante, el cual se desliza sobre el mismo para ab so rv er

la dilatación.

La efec tividad de los intercanbiadores de calor e n f r i a ­

dos con aire (Soloaire) depende de la manera en que se haga, p a ­

sar el aire de enfriamiento a través del banco de tubos. Esto va-

a depender del diseño de la cámara de aire y de los ve nt il ad or es -

utilizados en el equipo.

La caja ó cámara de aire es el espacio intermedio entre

el ventilador y el banco de tubos. Tienen como principal ob jetivo

el distribuir el aire a la superficie efectiva del banco.

El func io na mi en to del ventilador se ve afectado por la-

altura de la cámara de aire, ya que si esta es pequeña, la distan

cia entre el vent ilador y el banco de tubos será mínima por lo --

que la distribución del flujo de aire será incorrecta, disminuyen

do la eficiencia del equipo.

Si por lo contrario, se escoge una altura demasiado ---

grande, la potencia del ventilador tendrá que ser aumentada para-

vencer la caída de presión aume ntando los costos de operación. De

aquí que existe una altura óptima para la cámara de aire, la cual

Page 57: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 54 -

está en función del área de flujo del banco y del gasto de aire -

manejado.

Por lo general el Soloaire de tiro forzado se colocan -

los ventiladores a una distancia aproximada de 1/2 a 3/4 del d i á ­

metro del ventilador y en tiro inducido de 1/3 del diámetro con -

respecto al haz de tubos.

Los ventiladores mas utilizados son los del tipo axial,

ya que pueden manejar grandes volúmenes de aire ocasionando peque

ñas caídas de presión, dependiendo de las dimensiones del ventila

dor, número de aspas y arreglo de las mismas.

Generalmente constan de 4 a 6 aspas, las cuales pued en-

ser de aluminio, plás tico modelado, plástico laminado, acero al -

carbón, acero inoxidable, acero monel o bien de resinas s i n t é t i ­

cas .

Los diámetros standard de estos ventiladores varían de-

5 a 14 pies.

Se debe tratar que el área de flujo cubierta por los --

ventiladores en una sección sea como mínimo el 40% del área de --

flujo del banco de tubos.

La eficiencia mecánica de estos ventiladores es de 65%,

mientras que la del impulsor es de 9 5%.

Page 58: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 55 -

Los ventiladores de flujo axial pueden mover un volumen

determinado de aire cuando la velocidad de rotación y el arre glo-

de las aspas es constante. Así se puede obte ner una variación en-

el flujo de aire, aj ustando el ángulo de las aspas del ventila —

dor, así como la velocidad de rotación.

Los impulsores de los ventiladores son de dos tipos :

1 . -Motor eléctrico con bandas múltiples en V.

2 . -Motor eléctrico con redu ctor de velocidad.

Las bandas en V, resultan más económicas que el r e d u c ­

tor de velocidad y se utilizan con ventiladores menores de 10 - -

pies, y motores de 20 HP como máximo; para ventiladores grandes y

motores con más de 25 HP es preferible utilizar reductores de v e ­

locidad en ángulo recto.

Los Soloaires utilizados para el enfriamiento del gas -

manejado en las tube rías de separación que integran el área del -

Mesozoico tienen las siguientes características.

TIRO FORZADO : ~ El ventilador está bajo del banco de tubos.

Tubos con aletas transversales del tipo angular i n c r u s ­

tada, enrollada en espiral con un dobles sobre la base de la m i s ­

ma aproximadamente igual al ancho del e s p a c i a m i e n t o de la aleta.

Page 59: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 56 -

Números de tubos : 515; 1" D.E., 0.810" D.I.

Números de aletas : 11 x pulgadas.

Alturas de las aletas : 5/8 pulgadas.

Espesor de las aletas : 0.14 pulgadas.

Ar reglo tria ngular : 2 1/4 pulgadas.

Número de hileras : 7.

Largo de los tubos aletados : 20 pies.

Ancho de los tubos aletados : 15 pies.

Espaciamiento entre los tubos : 1.5 pulgadas.

Cabezal tipo de caja forzada.

Vent ilador con 4 aspas.

Motor del ventilador con bandas múltiples en V.

Potencia del motor : 15 HP.

Gastos manejados .

Para Gas de Alta Presión (A.P.) - 30 MMPCD.

Para Gas de Presión Intermedia (P.I.) Baja Presión.

(B.P.) y tanques de balance = 15 MMPCD.

Caida de Presión Máxima = 5 Psig.

Los Soloaires utilizados para el enfriamiento del gas -

manejado en las Estaciones de Compresión tiene las mismas c a r a c t e ­

rísticas que los de las baterías de separación, la única difere nc ia

es que estos tienen 118 tubos con una longitud de 44 pies.

Page 60: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 57

ENFRIADOR ATMOSFERICO CON AIRE TIRO INDUCIDO

ENFRIADOR ATMOSFERICO CON AIRE TIRO FORZADO

1 . P . N .

TE S 1 S P R O FES,0 NA LE N F R 1A D O R FS DE AIRE

RAFAEL GARCIA MA DR IG AL

E S C F E CHA

Page 61: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

3ji:

V IS TA L A T E R A L

fiíTi

/ ^ \f ]

P L A N T A

-ff-

VISTA PR INCIPAL

D E T A L L E

E S 1 Q I E

1 . P . N .TESIS PROFESIONAL

DETALLES DE ENFRIADOR (SOLO AIRE) V-8

RAFAEL GARCIA MADRIGAL

j FECHA

Page 62: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 59 -

EQUIPO DE COMPRESION.

Bási camente es el mismo, difi riendo únicamente del

Tu rbocompresor de 3 pasos formados en "TANDEM".

Page 63: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 60 -

Dentro de la Industria Petrolera existen diferentes t i ­

pos de Equipos para incrementar la presión de un volumen de gas,-

siendo el más común el de tipo Recíprocamente ó de Embolo y el de

tipo Cent rífugo ó de Turbina.

Para la selección de Equipo a utilizar la política de -

Petróleos Mexicanos consta de diferentes procedimientos para la -

selección del misma, lo más común es solicitar a las Comp añías --

participantes el anteproyecto de Ingeniería y costos sometiéndose

a concursos; para nues tro caso estas fueron las siguientes :

ELECCION l't EQ'irpo DE COMPRESION.

1.- INGERSOLL RAND

2.- RUSTON

3.- SOLAR

4.- C00PER

Por ser la Compañía Solar la que presentó mayores v e n t a ­

jas en la Ingeniería y costos de comparación a otras citadas, las-

autoridades de Petróleos Mexicanos efectuaron la compra de 12 Tur-

bocompresoras con una capacidad de 20 millones de pie cúbico por -

día cada una, movidas por turbinas que utilizan como combustible -

el Gas Seco producido er la Región (Cd. Pemex, Tabasco)

Page 64: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 61 -

La Gerencia de Proyectos y Cons trucción elabora el p r o ­

yecto en base a los datos prop orcionados por el Departamento de -

Producción y al asignar un Cont ratista por acuerdo al Artículo 41

de la Ley de Obras Públicas se le asigna por medio de c o n c u r s o s . -

Tomando como base estos antecedentes se inicia la construcción de

dichas plantas y se asignan representantes tanto de la Su p e r v i---

sión como de la Comp añía que va a laborar, elaborando así p r o g r a ­

mas de construcción de acue rdo a las prioridades de operación.

A continuación se enumeran las fases constructivas de -

una batería de separación y después de una Estación de Comp reso--

r a s .

IV,-FASES DE CONSTRUCCION.

BATERIA DE SEPARACION,

OBRA CIVIL.

1).- Formación del terraplén.

2).- Construcción de drenajes.

3).- Cimentación de Equipo.

4).- Cimentación de tanques de almacenamiento.

5).- Soportería en General.

6).- Edificios (Casa Bombas, Caseta de Control, Case ta

Co ntraincendio , Caseta Operadores).

Page 65: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 62 -

1).-Cabezal de pozos.

2 ) . -Separadores de Alta Presión, Presión Intermedia y

ja Presión.

3) . -Rec tificadora de Alta Presión, Presión Intermedia y-

Baja Presión.

4 ) . - F.nfri adores de A . P . , P.I., B.P.

5 ) . -Sistema de Bombeo.

6 ) . -Tanques de Almacenamiento.

7) .-Tanques de Balance.

8 ) . -Tanques Elevados.

9 ) .-Rectificadoras de Vapores.

10 ).-Tanques de Condensados.

11 ).-Separador de 3 fases.

12).-Sistema de Contraincendio.

13 ).-Servicios Auxiliares.

a ).-Agua de Servicios.

b).-Gas Combustible a Sistema Automático.

14) .-Colectores Generales (t u b e r í a s , R a c k ).

OBRA MECANICA,

Page 66: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

1).- Alim en ta ci ón Eléctrica.

2).- Sub-Estación Eléctrica.

3).- Al im entación a Enfriadores.

4).- Alim en ta ci ón a Bombas.

5).- Cuarto de Control.

6).- Alumbrado.

7).- Serv icios Auxiliares.

PROT ECCION ANTI CORROSIVA.

ACAR REO DE TUBERIA.

ACARREO DE EQUIPO.

PRUEBAS Y ARRANQUES.

ESTACIONES DE COMPRESION.

OBRA CIVIL.

- 63 -

OBRA ELECTRICA.

1).- Formación del Terraplén.

2) - Construcción de drenajes

Page 67: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 64 -

3).- Cimentación de Equipo.

4).- Cime ntación de bases para T u r b o c o m p r e s o r a s .

5).- Soporterfa en general.

6).- Edificios (Caseta de Control, Caseta Operadores).

OBRA MECANICA,

1).- Rack general Succión y Desc arga Gas.

2).- Separador general de succión.

3).- Patín de separadores (SCRUBERS).

4).- Patín de enfriadores.

5).- Patín de Sistema Hidráulico.

6).- Amarre a Compresores.

7).- Desfogues de la Compresora.

8).- Sistema de Contraincendio.

9).- Servicios Auxiliares.

OBRA ELECTRICA.

1).- Ductos de alimentación a Turbinas.

2) Cuarto di Control

Page 68: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

3).- Alumbrado.

4).- S e r v i c i o s .

PROTECCION ANTICORROSIVA.

ACAR REO DE TUBERIA.

ACAR REO DE EQUIPO.

PRUEBAS Y ARRANQUES.

- 65 -

Page 69: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 66 -

GENE RA LI DA DE S.

Estas especifi caciones constituyen las reglas generales

que deberán cumplirse durante la construcción de Baterías y C o m ­

presoras de acuerdo con los requirimientos de Petróleos M e x i c a ---

nos. También se incluye la forma en que debe rán medi rse los t r ab ¿

jos ejecutados y los conceptos que deben servir para los pagos c £

rres pondi e n t e s .

ALCANCE DE LAS ESPECIFICACIONES Y DEL TRABAJO,

Estas especifi caciones constituyen las reglas generales

establecidas por PEMEX cuyo cumplimiento se requiere para c o n s ---

truir plantas de proceso de hidr oc ar bu ro s, de tal forma que se ojs

tenga al final del trabajo, una obra de características adecuadas

en cuanto a funcionamiento, seguridad, resistencia y durabilidad.

Dentro del campo de estas especificaciones se llamará -

industrial mente PEMEX a la empresa mexicana descentralizada c o n s ­

tituida para explotar, transformar, industrializar y dist ribuir -

el Petróleo y sus derivados, que ordena la construcción de una --

plañía

V,-SUPERVISION Y CONTROL,

Page 70: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 67 -

Se llamará el Contratista 5 el Constructor a la entidad

encargada de realizar ma te ri al me nt e la construcción de la línea -

de cond ucción previa celebración del Contrato respectivo con Pe —

m e x .

Esta empr esa podrá ser una empresa Constructora c u a l ---

quiera, Nacional ó Extranjera.

Se llamará el Superv is or ó la Supervisión, a la D e p e n ­

dencia de Petróleos Me xicanos 5 el representante autorizado de dj[

cha dependencia encargado de vigilar que las obras se ejec uten de

manera que sati sfagan las especificaciones de construcción que sj[

g u e n :

Estas especificaciones son apli cables a la Cons tr uc ci ón

de Plantas de proceso de hidrocarburos constituidos con tramos de

tubería, recipientes a presión y equipo mecánico. Deben usarse en

todo lo que sea aplicable,en trabajos ejecutados por PEMEX.

Para cada obra, las presentes es pe ci ficaciones g e n e r a ­

les se complementarán con las particulares del Proyecto de que se

trate, las cuales incluirán planos de localización de c o n s t r u c---

c i ó n .

Las plantas de proceso se construirán siguiendo el t r a ­

zo y n'vplacifin y diseño topográfico de todas las i n s t a 1aciones

Page 71: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 68 -

que en ellas intervengan señalando en forma precisa por medio d e ­

balizas ó mojoneras indicando niveles, elevaciones y localización

g e n e r a l .

El trabajo a que se refieren estas especificaciones, es

el necesario para instalar las tuberías de conducción y el equi po

necesario que sea materia de este Proyecto con sujeción a estas -

mismas especificaciones generales y a las especificaciones p a r t i ­

culares anexas a dicho proyecto. A menos que se indique lo contrji

rio dicho trabajo incluirá la descarga de góndolas de ferrocarril

ó de los camiones de las tuberías, válvulas, materiales de r e c u ­

brimiento, equipo de proceso, etc.

El transporte de estos materiales y el almacenamiento -

de ellos. Las exca vaciones para las tuberías subterráneas, la ela

boración de concretos para cimentaciones, para pisos, el soldado-

de las tuberías, la instalación de equipo y todos los trabajos --

que se requieran para dejar la Planta debidamente en cond iciones-

de operación. Incluirá también la realización de pruebas r e q u e r i ­

das en la tubería, la ejecución de todos los trabajos necesarios-

para el acondicionamiento de los equipos que se instalarán y la -

construcción de todas las obras especiales que sean necesarias de

acuerdo con las instrucciones, especificaciones y planos que p£

nex aprueba y entregue al Constructor en cada caso.

El : o n s í r tí c í c r deberá familiarizarse con la reqión d o n ­

de construirá la " oría o Estación de Compresión, con la n a t u r a ­

Page 72: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 69 -

leza del terreno, vías de comunicación exis tentes en la región y-

todos los factores necesarios para determinar las exigencias de -

los trabajos que tendrá que llevar a cabo. Con base a esta i n f o r ­

ma ci ón y en los planos y especificaciones que le proporcione Pe —

mex, determinará los procedimientos de Construcción y el programa

de trabajo que sean más convenientes para ejec utar la obra.

Los trabajos se harán conf orme al siguiente orden g e n e ­

ral :

En el texto de estas es pe cificaciones y de las p a r t i c u ­

lares, se denomina "Frente de trabajo", al grupo de personal y- -

equipo que esté laborando en una ó más de las fases de la Obra ají

tes menc ionada.

El Constructor deberá llevar a cabo los trabajos a v a n ­

zando en forma continua, sin dejar tramos pendientes, excepto en-

que PEMEX lo auto rice expr esamente, por escrito; cuando el c o n s ­

tructor deje pendiente la construcción de alguna fase sin la debi_

da auto rización, Pemex podrá ejec utar dicho trabajo directamente-

ó por medio de un tercero, aplicando las sanciones que c o r r e s p o n ­

dan por incumplimiento del primer Constructor.

Las Estimaciones de Obra que se refieren a la C o n s t r u c ­

ción de estas plantas, se harán de acuerdo al avance que la Compa_

ñía tenga generado semanalmente en fases totalmente terminados de

acuertij « 1o que se señala en cada coru e^to para medi'ií' y p?yo.

Page 73: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 70 -

Trabajos que haya recibido Pemex amparados por su "Generador", i£

cluyendo bases del cálc ulo y dibujos de referencia y localización

en los planos del proyecto.

P e r m i s o s .-Pemex gestionará los permisos oficiales de la

Secretaría de Industria y Come rcio y de la Secretaría del Pa t r i m £

nio Nacional para la construcción de la obra de que se trate.

Page 74: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 71 -

Los requisitos esen ciales para el desarrollo óptimo del

control y supervisión en la construcción de Baterías y Estaciones

de Compresión, deberán ser los adecuados en cuanto a seguridad, -

bajo condiciones que normal mente se encuentren en el m o vi mi en to -

de petróleo líquido y gas por las tuberías.

El objeto prim ario de esta decl aración es con el fin de

que se esta blescan los requ isitos de diseño seguridad, construc —

ción, inspección, prueba, oper ación y ma ntenimiento de sistemas -

de tubería de transporte de petróleo, para la protección del p ú ­

blico en general y del personal que va a operar las plantas; así-

como, la protección razonable del sistema de la tubería en contra

del vand alismo y daños accidentales por parte de otros y p r o t e c ­

ción razonable del ambiente.

Tendrá que ver, asi mismo con la seguridad en general ,-

tanto que se verá afectado en su diseño básico, la calidad de m a ­

teriales y mano de obra, y los requisitos de construcción, d i s e ­

ñando por ende sistemas de seguridad industrial que cumplan con -

todas las necesidades en el transporte de petróleo.

Tomando en consideración los factores antes citados nos

vemos en la necesidad de contar con personal técnico competente -

que e f r -túe correctamente las evaluaciones que se le presenten; -

DECLARACIONES GENERALES,

Page 75: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 72 -

tiene como objeto que un diseñador capaz de apli car un análisis -

más completo y riguroso a problemas espe ciales 6 poco usuales y -

tenga latitud en el desarrollo de dichos diseños y la evaluación-

de esfuerzos complejos ó convinados.

Estas necesidades obviamente, de llevarlas a cabo r e d u ­

cirá los mínimos para el diseño, construcción^materi al e s , e n s a m ­

ble, inspección y prueba de tuberías de transporte de petróleo lj_

quido tales como petróleo crudo, condensado, gasolina natural, H

quidos del gas natural, gas licuado del petr óleo y productos del-

petróleo líquido entre las instalaciones arrendadas por los p r o ­

ductores, patios de tanques de almacenamiento, plantas de pr ocesa

do de gas natural, refinerías, estaciones de compresión y bombeo,

terminales y puntos de entrega y recibo de producto.

El Sistema general consiste de tubo, bridas, pernos, --

empaques, válvulas de bloqueo, válvulas auto máticas para control-

de flujo y presión, válvulas de seguridad (alivio), conexiones y~

las partes que contienen presión de otros componentes del s i s t e ­

ma. También incluye suspensiones y soportes y otras unidades de -

equipo nece sarias para evitar sobre esfuerzos de las partes que -

contienen presión.

Page 76: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 73 -

El diseño de tuberías para transporte de hidrocarburos-

en fase líquida ó gaseosa debe considerarse entre otros los s i ---

guientes aspectos :

a ).-C aracterísticas físicas y químicas del fluido.

b).-Presión y temperatura máximas de operación en c o n d i c i o ­

nes estables.

c) .- Es pecificaciones del material seleccionado.

d).-Cargas adicionales. En el diseño de tuberías deben c o n ­

siderarse las cargas que actuarán sobre la tubería.

e) .-Cargas externas por condiciones de operación.

f ).-S i s m o s .

g) .-Efectos cansados por vibr ación ó resonancia.

h) .-Efectos de contracción y expansión térmica cuando la dj_

ferencial de temp eratura es mayor a 30°C.

i).-Efectos de los movi mientos relativos a los componentes-

ó acce sorios conectados.

j).-Efuerzos debidos a cambios de nivel o dirección.

i ) .-Esfuerzos oor golpe de a r i e n ,

D I S E Ñ O .

Page 77: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 74 -

1,¡.-Espesor adicional por desg aste o margen de corrosión.

Estos antecedentes normarán el criterio del di señador -

para sel accionar materiales, elementos de protección, margen de -

corrosión, etc.

Page 78: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 75 -

CODIGOS Y ESTANDARES.

El diseño de tuberías y la selección de materiales d e b £

rS ser de acuerdo con los requisitos y recomendaciones de las e s ­

peci fi ca ci on es y códigos siguientes: U.S.A.S.I., A.S.T.M. y A.P.I.

U.S.A.S. I .

B16.1___ Para bridas y conexiones bridadas, de fierro --

fundido; clase 125 #.

B16.5____ Para bridas y cone xiones bridadas, de acero; --

clase 150 #, 300 i, 400 I, 600 #, 900 #, 1500 -

# y 2500 #.

B31.3____ Para diseño de tubería a presión.

A . S . T . M .

Parte 1 -Tubería y accesorios de acero.

Parte 2 -Fundiciones ferrosas, aleaciones ferrosas.

Parte 4 -Acero: reci pientes a presión, forjas, vías de -

ferrocarril, refuerzos, estructuras.

CRITERIO DE DISEÑO.

Page 79: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 76 -

a).- Para materiales de tubería: ASTM-A-53, A-120 y - -

A-1CS.

b).- Para materiales de bridas: ASTM-A-105 y A-181.

c).- Para mate riales de tornillos, espárragos y tuercas

ASTM -A-193 , A - 194 y A-307.

i) Para materiales de conexiones: ASTM-A-105 y A-120-

( copies, niples, etc).

e) - ° ra materiales de válvulas: ASTM-A-105, A-126, --

A - 182 y A-216.

A_. r J_.

Los dibujos de estándares para el diseño de tubería e s ­

tán cubiertos por la forma T-105.

DATOS BASICO DE DISEÑO.

Información básica con la cual deberá cont ar el p r o y e c ­

tista de tubería para el desarrollo de un proyecto:

DIAGRAMAS DE FLUJO,

a).- Diagrama de proceso.

Page 80: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 77 -

b).- Diagrama mecánico de flujo.

c).- Diagrama de servicios auxiliares.

Plano(s) gene ral(es) de localización mostrando la r e l a ­

ción entre las unidades de la planta, todo el equipo y ed ificios-

y estr ucturas mayores (inclusive la soportería de la tubería priii

ci p a l ).

Datos sobre: Elevaciones y espacios libres (fracción -

E4 de esta Cláusula) y nece sidades de escaleras y plataformas pa

ra el manejo de válvulas.

DATOS GENERALES.

a ) . - Indice de 1 í n e a s .

b).- Loca li za ci ón de las tuberías de proc eso y de servi_

cios auxi liares que saldrán de los límites de la -

unidad o que llegarán a los mismos.

c).- Plano con niveles de piso.

d).-Planos de fabricante de tanques, recipientes y equi_

po.

DIST RIBUCION Y ARREGLO GENERAL.

Para su distribución, la tubería deberá agruparse s i e m ­

pre que sea práctico y ordenarse de tal manera que su instalación

Page 81: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 78 -

dentro de lo funcional sea lo más sencilla, la más económica y la

que presente mayor facilidad de construcción y mantenimiento.

La tubería de proceso dentro de los límites de p l a n t a , -

normalmente deberá proyectarse sobre soportes elevados y el t r a ­

zo, tomando las prev isiones necesarias para ampliación e i n s t a l a ­

ción de soportes y accesorios, en forma de lograr longitud de t u ­

bería lo más corta posible y con un míni mo de expansiones, bolsas

colectoras de condensado y cruzamientos.

En el proyecto de tubería sobre soportes elevados, debe

rá considerarse espacio libre en el ancho de las camas para la --

adición de líneas futuras. Se puede seleccionar de 10-20% de espa^

ció 1 i bre .

La tubería que no sea de instalación sobre soportes ele

vados, deberá proyectarse sobre soportes de conc reto bajos.

Sola mente en los casos en que por condiciones de p r o c e ­

so o que la localización y elevación de equi po así lo fije, se --

proyectará tubería bajo nivel de piso. Cuando esto ocurra, la t u ­

bería deDerá ser diseñada adecuadamente para su protección cont ra

corrosión externa y esfuerzos.

Deberá evitarse la tubería en trincheras. Cuando por --

servicio o inspección sea conveniente esta forma de instalación,-

la determinación será del jefe de proyecto.

Page 82: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

79 -

Los arreglos de tubería deberán permitir sacar el e q u i ­

po para inspección, mant enimiento o cambio.

ELEVACION Y ESPACIOS LIBRES.

Los espacios libres alrededor y entre recipientes, equj_

po y tubería, deberán permitir el acceso de equipo portátil para-

mantenimi e n t o .

Los espacios para operación, entre equipo o entre t u b e ­

ría y equipo adyacente, deberán ser de 70 cm. como mínimo.

La separación entre tuberías paralelas deberá darse con

espacio libre suficiente para acceso rápido en caso de remoción -

y/o reparación. En arreglos de tubería con bridas alternadas, la-

separación de extremo de brida a tubería adyacente deberá ser de-

75 m m . mínimo, la misma consideración anterior deberá tomarse en-

el caso de tuberías y bridas con aislamiento. Para separación e n ­

tre tuberías paralelas, ver tabla T101.20A en el apéndice de esta

n o r m a .

Para tuberías paralelas sujetas a expansión térmica, de

berá aumentarse la separación convencional conforme los re q u e r i ­

mientos y mostrarse en los planos.

La separación entre tuberías paralelas, bajo nivel de -

Page 83: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 80 -

piso, deberá ser el normal esta blecido en la tabla T101.20A que -

se localiza en el apéndice de esta norma; la excepción serán las-

tuberías paralelas que vayan a conducir agua de enfriamiento, las

cuales deberán tener un espacio libre mínimo de 45 cm. para e v i ­

tar la tran sferencia de calor. La profundidad míni ma de estas t u ­

berías deberá ser de 45 cm. considerada a la parte superior y —

siempre mayor en los casos en que puedan ser afectadas por h e l a ­

das o cargas. La profundidad mínima de tuberías para servicio d e ­

agua contraincendio en climas fríos, deberá ser de 75 cm. considjí

rada a la parte superior de tubo.

El espaciamiento entre soportes de tubería múltiple d e ­

berá ser en general de 7.50 m. máximo. Para tuberías de 2" de 0 o

menor, deberán usarse soportes intermedios sujetas mediante a b r a ­

zadera a las tuberías de mayor diámetro. El Espa ciamiento podrá -

ser aumentado para tuberías sencillas de 8" 0 y mayores, o para -

tubería múltiple en donde ninguna de las tuberías sea menor de 8"

0. La separación entre soportes deberá ser conforme la tabla T101.

20B que se localiza en el apéndice de esta norma.

En tubería elevada, el espacio mínimo entre la parte ba

ja de la tubería aislada o no aislada o elementos de soportes y -

rasante de banquetas, calles, plataformas u otros elem entos, de b £

rá ser conforme lo siguiente :

a).-Dentro de límites de planta. 4.00 m.

Page 84: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 81 -

b).-Sobre plat aformas y banquetas. 2.15 m.

c).- De nt ro de edificios. 2.15 m.

d) .-Sobre calles, paralela a las

mismas y fuera de las insTaia-

ciones de planta. 4.25 m.

e).-En cruce de calles. 6.10 m.

f).-Sobre vías de ferrocarril. 7.20 m.

g) .-Sobre carreteras, fuera de

r e f i n e r í a s . 7.20 m.

Para tuberías en trincheras, el espacio libre mínimo er

tre la parte más baja de las bridas y el piso deberá ser de 15 --

cm. En tubería aislada o no aislada, el espacio libre míni mo e n ­

tre el lecho bajo y el punto más alto del piso deberá ser de 30 -

cm. como mínimo.

En tubería elevada, soportada sobre mochetas, el e s p a ­

cio libre míni mo entre el enrase de concreto de dichas mochetas y

el nivel de piso terminado, deberá ser de 30 cm.

DISEÑO DE TUBER IA PR INC IPA L DE PLANTA.

Se considerará como tubería principal de planta, a aque

Page 85: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 3 2 -

11a que agru pará al mayor número de sistemas principales de t u b e ­

ría. Su trazo será determinado de acue rdo con el plano general de

localización y su diseño, sobre soporten'a elevada, deberá i n----

cluir: tuberías de proceso de inte rconexión de equipo; tu berías -

de entrada y salida de la unidad; cabezales para alimentación d e ­

vapor, aire, gas y agua, a equipo de proceso; cabezales colecto--

res de relevos y de purgas; con frecuencia, 1 íneasneu máticas y --

eléctricas de instrumentos.

La tubería principal de planta, para propósito de side-

ño, se clasificará según lo siguiente :

a).-Tubería de proceso.

b).-Tuberías de desfogue.

c).-Tuberías de servicios auxiliares.

d).- Tuberías de instrumentos y cables eléctricos.

Se consideran como tuberías de proceso :

a).- Tuberías de interconexión de equipo de proceso.

b).-Tubería de carga a plantas, las cuales serán de lie

gada a los límites de las mism as y usualmente en su

recorrido, conectarán a equipo (cambiadores de c a ­

lor, calentadores, bombas, etc.).

c).- Tuberías de productos, con recorrido desde recipieji

Page 86: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 8 3 -

tes, camb iadores de calor o desde bombas o algún --

otro equipo mecánico, hasta los límites de p l a n t a , -

para su cond ucción a las zonas de almacenamiento o-

para su conexión a cabe zales fuera de dichos l í m i ­

tes .

Se considerarán como tuberías de desf ogue :

a).-Tuberías individuales de alivio, cabe zales de c o n e ­

xión de tuberías de alivio, tuberías de purga y t u ­

berías cole ctoras de drenajes auto máticos, con d e s ­

carga a recipientes separadores, a quemadores de —

chimenea o algún punto en los límites de planta. --

Los sistemas de alivio con colectores de condensado

repr esentan casos especiales y costosos, que d e b e ­

rán anal izarse por separado, para determinar la con

veniencia de su instalación fuera de los arreglos de

la tubería principal. Este tipo de sistemas se c o n ­

siderará dentro de la tubería principal, eliminando

los colectores y proy ectando su instalación a un ni

vel mayor que el co rrespondiente a la cama superior

de tube ría y con pendiente, usualmente sobre s o p o r ­

tes tipo "T" de construcción como exte nsión de las-

columnas. Este tipo de instalación no será n e c e s a ­

rio en los sistemas que vayan a manejar gases no --

c o n d e n s a b l e s .

Page 87: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 84 -

a).- Tuberías de vapor, condensado y aire de planta y de

instrumentos, que funcionarán como cabezales genera^

les de distribución de servicios a equi po en toda -

la planta.

N O T A :

En algunos casos y previa autorización del jefe d e ­

proyecto, se podrán incluir dentro de la tubería --

principal de planta, a las tuberías de suministro y

retorno de agua de enfriamiento, tuberías de agua -

de serv icio y contraincendio.

b).- Tuberías de agua de alimentación a calderas, vapor,

aire de arra nque de compresoras, aceites c o m b u s t i ­

bles y lubricantes, gases combustible e inertes, y-

de productos para tratamientos químicos, que serán-

de distribución de servicios a uno o dos equipos o-

a un grupo de equipos similares (calentadores, c o m ­

presoras, etc), dentro de la planta.

Tuberías de instrumentos y cables eléctricos :

a).- Tuberías de tran smisión de señales neumáticas para-

indicación, registro y/o control y tuberías de c o n ­

ducción de cables eléctricos de instrumentos, con--

Se considerarán como tuberías de servicios auxiliares :

Page 88: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

transmisión de señales para las mismas funciones

que las marcadas para las neumáticas.

FORMA DE AN AL I Z A R LA TU BERIA PRINCIPAL DE PLANTA.

Para el dise ño de la tubería principal de planta d e b e ­

rán recabarse previamente los datos siguientes: plano(s) de loca-

1 >z a c i ó n , diagramas de flujo (mecánico,de proceso y de serv icios-

auxiliares), información básica de proyecto y especificaciones.

El plano de loca lización deberá mostrar la relación e n ­

tre las unidades de la planta, todo el equipo y los edif icios y -

estructuras mayores, inclusive la estructura co rr es pondiente a la

tubería principal. Deberá mostrar también las calles que cruzan o

que se localizan bajo la sopo rtería de la tubería principal.

El diseño de la tubería principal de planta, con base -

en el plano de loca lización, deberá ser conf orme la secu encia s i ­

guientes :

a ).-Elaboración del plano general de áreas de tubería.

b ) .-Elaboración de planos de las áreas individuales d e ­

tubería .

c ).-Elaboración de planos de detalles comp le me nt ar io s, -

- 85 -

Page 89: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 86 -

de dibujos para tubería pref abricada e i s o m é t r i c o s .

La localización de las tuberías en la soportería ge

nera lmente deberá hacerse de acuerdo con la distribución s i g u i e n ­

te :

a).-Sobre o cercanas a las colu mnas de la soportería: -

tuberías pesadas, tuberías de diámetros grandes y -

tuberías colectoras de alivio.

b).-Parte central de la soportería: tuberías de s e r v i ­

cios auxiliares.

c).-Entre las partes descritas en (a) y (b): tuberías -

de proceso y tuberías individuales de alivio.

d).-De acuerdo con lo descrito en (a), (b) y (c) y d e ­

pendiendo del lado en que se tendrán el mayor n ú m e ­

ro de ramales, la posición de las tuberías será s o ­

bre la mitad izquierda o sobre la mitad derecha. En

el caso de tuberías calientes que requieran e x p a n ­

siones, el diseño de estas será horizontal y con --

elevación sobre la cama de tubería respectiva. Las-

tuberías de proceso que conectarán a equipo que se-

localice del mismo lado de su instalación, se p r o ­

yectarán cercanas a los extremos: las tuberías de -

proceso que conectarán a equipo que se localice en-

ambos lados de la cama de tubería, se proyectarán -

Page 90: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 87 -

adyacentes a las tuberías de servicios a u x i l i a r e s . -

Las tube rías de productos se proy ectarán sobre la -

mitad derecha o sobre la mitad izquierda de la cama

de la tubería, dependiendo de su cambio de d i r e c ---

ción al salir de los límites de planta. En el caso-

que se requieran dos camas de tubería, las tuberías

de servicios auxi liares se proy ectarán g e n e ra lm en te

sobre la cama superior y las tuberías de proceso s£

bre la cama inferior. Se podrán hacer excepciones -

en cambio de cama de tuberías individuales de p r o c ^

so y de servicios auxiliares, cuando así lo r e q u i e ­

ra el desarrollo del proyecto.

e).-La separación entre tuberías paralelas deberá ser -

conforme la tabla anexa.

La elevación de la tubería principal de planta d e b £

rá determinarse de acuerdo con las nece sidades del-

equipo a instalar.

Page 91: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

E S P E C I F I C A C I O N E S G E N E R A L E S N O R M A N .

T 101-20 A T- 101

S E P A R A C IO N E N T R E T U B E R IA S( H ASTA 4 0 0 « U S A S 1

REV [ ]

PAGINA 1. ° E 1

1_ VALORES DE "A “ 2 .PARA TUBERIAS CON AISLA- 3 -VALORES OE -C " 4 - PARA TUBERIA Y BRIDASn i n o MIENTO AGREGAR AL VALOR 4- rn ü------ 11 CON AISLAMIENTO

A 76 mm V L O S ESPESORES DEL AIS- e _ _ AGREGAR AL VALOR “C“,LAMIENTO l Xi y X2 ) f=sH|j--- 1 7 » U3S ESPESORES DEL

OI y D 2 - D i o m e t r o s exteriores _ . „ m = — f ASSLAMIENTQlxi •t'Kz) B = A + X i + X2 c = £ L + ^ + 7 6 m m D=C + X, + X2

SIN BR IDAS í < D2 = DI (V e r 3)( V a l o r e s de "A"| OI y 02- D iámetros exteriores

OIAMTUBO61024"

£5 1 38 1 " 1 1 1/2"

5 1 2"

642 1/2"

763 "

1024 "

1526"

203e"

2 5 4 ! 30 5 1 0 “ i 12"

35614

4 0 6ie "

45718"

50820"

61024"

DIAMn n n

395 40 5 405 420 430 445 470 495 5 2 0 545 560 585 610 635 685 150 251“

5082 0" 345 355 355 370 380 39 5 420 445 470 495 510 535 56 0

5

585 180 180 38 11/2“

45718" 3 2 0 ! 3 3 0 33 0 345 355 370 395 420 445 470 485 510 53 190 180 180 S 1

2 "406i« " 290 305

1305 320 330 345 370 395 420 445 455 485 205 205 190 190

642 u i

35614" 2 6 5 1 2 8 0

.i.280 290 30 5 320 345 370 395 420 430 230 215 215 205 205

180763 "

30512" 255 265 26 5 280 280 290 320 34 5 3 8 0 40 5 255 255 240 230 230

2 15 190

1024"

25410" 230 240 240 2 55 2 55 265 290 320 355 320 290 280 265

2 6 5 2 40

255240

255230

152e "

2038" 205 205 215 230 230 240 240 240

1380 355 330 305 30 5

280290265

290265

280 2 55

203e"

1528"

1180 180 190 205 205 215 215 430 405 380 355 345

31533(3037<33(

) 330 29 0

320290

320280

25410"

102.. 150 1504 165 165 180 190 495

1

470 445 42 0 395

395370

380345

¡ 37 0 í ' 320

355320

355305

30512"

763" 140 ' 150 1 50 150 165 545 535

5 10 , 485 485 44 5

455405

430380

405355

405355

395330

39 5 330

395320

35614"

6421/2*

v ~125 140 140 150 610 585 560

5351510 510 470

485430

45540 5

445380

430380

430355

42 0355

4 2 0 |406 345 i s "

*! . 125 125 *

140 660 635 61 0 5 9 5570

570 545 535 495

520455

485430

48540 5

470405

455 38 0

455380

445 457370 , 18“

38,^ . ¡ 1 1 5 125 710 685 660 635

620595

595 570 5 70 1 5 20

545485

520455

510430

495430

495405

485405

r ■■485 508395 ' 20"

25 1 1, ' 115 1 840 785

508*>"

760735

735710

710675

700650

675 650 610 570

620535

5855 1 0

585485

570485

560455

560455

545 610 445

OIAM.TUBO

610 1 2« "

457,8"

40618''

35 6l4 ‘

3051 2 “

254 1 203 10“ ¡ 8"

1528"

102 ¡ 764" | 3"

642 1/2*

512"

138 ¡2 5 OAM

i l/2'| 1" (TUBOCO N B R I D A S

LOS NUMEROS I N F E R IO R E S PAR 4 B R I D A S S O B R E E S T A L I N E A( Valoras di C )

5-.USAR LOS NUMEROS SUPERIORES CUANDO SE TIENEN BRIDAS EN LA TUBERIA DE MAYOR DIAMETRO 0 CUAN­DO SE T IENEN EN AM BAS L INEAS (BRIDAS ALTERNADAS ) USAR LOS NUMEROS INFER IORES CUANDO SE TIENEN BRIDAS EN L A TUBER IA DC v £ S O R D I AME TRO

LOS

NU

MER

OS

S

UP

ERIO

RES

PA

Ra

BR

IDAS

SO

BRE

ESTA

LI

NE

A

Page 92: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

ESPECIFICACIONES GE NERALES N O R M A N0

T 1 0 1 - 2 0 B T- 101

S E P A R A C I O N D E S O P O R T E S D E

T U B E R I A

Re* [ ]

PaQtna 1 de lFig o A

^ 1 J.

F«3 V 8 ___--- 1---- líl— -

Fhj c _ C ,_ C ___

-6— j - < 9 - — 4 1- flf- - -Y-- r- —1 “i “ ; 1“ * " *

I/ SOPORTE £----(VOLADO )

“ ur¿ -/ SOPORTES¿-(SENCILLOS■n ^

1 — y}----*---- [y— — 1--- 1

2 I T/ SOPORTES V /

— *— (CONTINUOS )~v----- 7T U B E R I A S C O N A I S L A M I E N T O

DIAMETRODE

TUBERIA

19 25 38 51 64 76 102 127 152 1j 203 254 305 356 406 | 457 508

16 1 0 1

13/4" 1" 1 1/2' 2" 2 1/2* 3" 4" 5" 6 " 8 ' 10' 12" 14" 16" 1 18 " 20

12 4 ; i

A 4 0l 21

4- 6 1 36

6' O’ 1 83

6-0 1 83

7-0 '2 13

7- 6 2 28

8-6 2 58

9- 6 2 89

10-6' 3 19

n'-o' 3 35

1 2 - 6 3 80

13-0 3 95

13- S4 1 1

• 4-04 26

14-0 4 26

15-64 72 1 e 4 87 .

DEFLEX too” 092' 136" iie" 131" 112" 113" 114’ 1 20'' 095' 105" 092* 096 089 076' 086' 075 ,

B 6-6 1 97

8-6 2 38

10-6 3 19

10-6 3 19

12-6" 3 60

14-0426

16-0‘ 4 8 f

18-0" 5 48

20-0 6 09

21- 6' 6 55

2*-0 7 3 1

25-6”77?

2 5 67 77

26-6"8 07

27’ 0 8 22

29 6' 8 93

31- 0’9 4 4 j

OE FIE X 109" 156" 161" 1 34" 159" 159 168" 172" 179 153" 157" 151 ' 137 129" 117 126 118

C 8-O" 2 43

10-o"3 04

12-6 3 60

12-6*' 3 80

14- e"4 41

16-65 02

1 8-6 5 63

20-6** 6 24

22-6 6 85

24-6' 7 46

27-6“ 8 37

29-0" 8 83

2 9-0“ 8 83

30-6"9 29

31-6 “ 9 59

34 010 36

35 - 6 "} 10 81

D E FL E X 136" 160" 180" 146" 164" 168" 167" 159 16 2" 145" 151" 139 ,39" 126" 121" 123" .123' j

T U B E R I A S SIN A I S L A M I E N T O

DIAMETRODE

TUBERIA

19 25 38 5 1 64 76 10 2 127 152 203 254 305 356 406 457 508 610

3/4" I" l 1/2" 2" 2 \/t 3" 4" 5" 6" 8" 10" 12" 14" 16" 1 8" 20 ' 24

A 4- 9 1 43

5-6" 1 .67

6-6 l 97

7- 0 2 13

8-0 2 43

9-0 2 74

10-0"3 04

10-6m 3 19

n’-e"3 50

12-0* 3 65

13-6'4-11

14-6* 4 41

14-64 41

15-0"4 5 7

5-o' 4 57

16-6" 5 02

■ 7~ 0 "5 18

DEFLEX 134" 156" 149" 133" 153" 168" 152" 135" 141" 130 1 122 * 120' 109" 101" 087“ 099“ 087’

B 7- 6' 2 28

9- 6 2 89

2-0 3 65

3' 0”3 96

15 0 4 57

6- 65 02

18-0"5 48

20-0 6 09

22-o'6 70

24-O" 7.31

26-0 7 92

27'8" 837

27-6“ 8 37

28-6“ 8 68

29-o“ 8 83

31-6"9 59

32'6" 9 90

DEFLEX 144" 190" 220 202" 203' 208 202 206" 217" 200 186’ 176" 158" 150" 136" 145" i2sr

C 9-e"2 89

II- 63 50

4- 0" 4 26

5-6" 4 72

7- 0 ' 5 10

9- o' 5 79

21- 0‘ 6 40

23-6 * 7 16

25-0 7 62

27- 0* 8 22

29 6 8 98

3i'-6"959

31-6 "9 59

32-6 ' 9 90

53-6 0 20

36 0* 097

3 7 - 01 27

DEFLEX 18/' 217" 22 2‘ 220" 209" 219" 206" 215" 199’ 178" 170" 165' 150" 140" 134" 138 ‘ 120"NOTAS

1- Los ctfras inferiores esto'n dodos en metros2 _ Todas los deflexiones están basa da s en 211 2 Kg /cm ( 3000 psi) de esfuerzo de 3- Los esfuerzos y deflexiones es fon basados en e 1 peso de lo tubería ileno de agí.

aislomiento según el caso mas un par de bridas de 125 localizados en e 1 c< claro(fig byc únicamente)

4 - Todas la deflexiones están cotcutadas considerando tubería ced 40 para diams c a 152 mm.(6 ) de ced 30 .pora diams de'203mm (8 ) a 305 fnm (12 )yde dióms de 356 m m ( 14” ) a 6l0mm ( 24" )

iexioro.coíntro

e 19 ced

moxT O Sde 1

nm (20 p

mon

/4aro

Page 93: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

PREVENCION Y CONTROL DE LA CORROSION

Page 94: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 91 -

La vida útil del equipo de la industria petrolera, se -

acorta a menu do como resultado de la corrosión y en los últimos -

diez años se han tenido grandes adelantos en su detección y r e m e ­

dios aplicados para controlarse, en la producción de petróleo.

En términos técnicos simplificados, la corrosión ha s i ­

do definida como la destrucción de un metal por reacción química-

ó electromecánica por el medio ambiente y representa la d i f e r e n ­

cia entre una rceración libre de problemas con gastos de o p e r a ---

ción muy elevados .

Para efectos prácticos, es casi impo sible eliminar la -

corrosión y el efecto de la Ingeniería en este campo radica más -

en su control, que en su eliminación, siendo necesario tomar en -

cuenta el fenómeno corrosivo desde el diseño de las instalaciones

y no después de ponerlas en operación.

El Ingeniero que trabaja en problemas de corrosión nece

sita saber donde empezar y tener en conocimiento básico para rec£

nocer la corrosión, como se produce, como impedir su severidad, -

que herramientas son necesarias, que técnicas de inspección, v a ­

riables de diseño que afectan a la corrosión, selección de m a t e ­

riales y la forma de interpretar y aplicar la información, así --

como saber donde obtener ayuda.

ASPECTOS GENERALES DE LA CORROSION.

Page 95: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 9 2 -

Todos los metales y aleaciones, son susceptibles de s u ­

frir el fenómeno de la corrosión, no habiendo material útil para-

todas las aplicaciones; pero af ortunadamente se tienen bastantes-

metales que puedan comportarse satisfactoriamente en medios e s p e ­

cíficos y también se tienen métodos de control que reducen el pr£

b l e m a .

Los paros de las plantas suelen ocurrir y ocurren como-

un resultado de la corrosión, provocando gastos directos e i n d i ­

rectos de aspecto económico y humano.

Dentro de los aspectos económicos tenemos:

a).- Reposición de Equipo dañado.

b).- Coeficiente de seguridad y sobrediseño para s o p o r ­

tar la corrosión.

c).- Mantenimiento preventivo con apli cación de r e c u b n

mi entos .

d).- Paros de producción debido a fallas por corrosión.

e).- Contaminación de los productos.

f).- Pérdida de eficiencia, ya que los coeficientes d e ­

seguridad, sobrediseño de equipo y productos de co

rrosión por ejemplo, decrecen la velocidad de - --

transmisión de calor en cambiadores de calor.

Page 96: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 93 -

g).- Pérd ida de productos valiosos.

h).- Daño en equipo adyacente al que presenta fallas de

corros i Ó n .

Dentro de los aspectos humanos y sociales tenemos:

a).- La seguridad, ya que fallas violentas pueden pr od ^

cir incendios, explosiones y libe ración de p r o d u c ­

tos tóxicos.

b).- Condiciones insalubres, por ejemplo: c o n t a m i n a c i o ­

nes debido a productos del equipo corroído o bien-

un prod ucto de la corrosión misma.

c).- Ag ot am ie nt o de los recursos naturales, tanto en me

tales como en combustibles usados para su manufac-

tu ra

d).- Apariencia, ya que los materiales corroídos, g e n e ­

ralm ente son desagradables a la vista.

En esta grave enfermedad de los metales, a la que no se

daba importancia no hace todavía mucho tiempo, se progresa de for

ma paralela a la industrialización de los paises.

M E C A N I S M O D E L A C O R R O S I O N .

La corr osión, es la tendencia que tienen todos los mate

Page 97: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 94 -

ríales con que comunmente se construyen las tuberías que tr an s p o n

tan gas, la corrosión se pone de ma nifiesto con la popular "h e---

rrumbre" por todos conocida.

Si exceptuamos la corrosión a temp eraturas elevadas, --

que es un proceso puramente químico, los restantes procesos de c £

rrosión son siempre de naturaleza electromecánica, esto es, una -

corriente eléctrica que circula entre determinadas zonas de la s ¿

perficie del metal, conocida con el nombre de ánodos y cátodos y-

a través de una solución llamada electrolito capaz de conducir dj[

cha corriente. El func io na mi en to de esta pila produce la corro —

sión en las zonas anódicas.

Cuando los átomos del ánodo se disuelven para form ar --

iones, los electrones que dejan libres hacen el ánodo negativo —

con respecto a la solución. Sus electrones pasan al cátodo a t r a ­

vés del alambre cond uctor y allí neutralizan a los iones p o s i t i ­

vos. La corrosión, por tanto, está sostenida por procesos simultá^

neos anódicos y catódicos. ( Fig. 1 ).

Las zonas anódicas y catódicas son ocasionadas por dife^

rencias en la estructura cristalina, restos de escoria y óxido en

general, así como la diferencia en la composición en la s u p e r f i ­

cie de los aceros comerciales. De acuerdo con el esquema anterior,

además de los procesos en el metal, tienen un papel importante, -

la cantidad de oxígeno presente y la conductividad eléctrica del-

m e d i o .

Page 98: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 94 -

ríales con que comunmente se construyen las tuberías que transpojr

tan gas, la corrosión se pone de manifiesto con la popular "he—

rrumbre" por todos conocida.

Si exceptuamos la corrosión a temperaturas elevadas, --

que es un proceso puramente químico, los restantes procesos de c£

rrosión son siempre de naturaleza electrom ecánica, esto es, una -

corriente eléctrica que circula entre determinadas zonas de la s ¿

perficie del metal, conocida con el nombre de ánodos y cátodos y-

a través de una solución llamada elec trolito capaz de conducir di

cha corriente. El funcionamiento de esta pila produce la corro —

sión en las zonas anódicas.

Cuando los átomos del ánodo se disuelven para formar --

iones, los electrones que dejan libres hacen el ánodo nega tivo --

con respecto a la solución. Sus electrones pasan al cátodo a t r a ­

vés del alambre conductor y allí neutralizan a los iones p o s i t i ­

vos. La corrosión, por tanto, está sostenida por procesos si m u l t £

neos anódicos y catódicos. ( Fig. 1 ).

Las zonas anódicas y catódicas son ocasionadas por dif£

rencias en la estr uctura cristalina, restos de escoria y óxido en

general, así como la diferencia en la composición en la s u p e r f i ­

cie de los aceros comerciales. De acuerdo con el esquema anterior,

además de los procesos en el metal , tienen un papel importante, -

la cantidad de oxígeno presente y la cond uctividad eléctrica del-

m e d i o .

Page 99: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

M E D I O C O R R O S I V O

2e- + H,0*1/20, 2 OH

°2\ Fe203 H20 -¿H20 | 02 + 20H - + Fe ++

++ HERRUMBREFe . ++ e¿ HERRUMBRE

f | r E2o3i "¡a V | o 2 * 2 o n fe'

2e— + H20 + 1/2 02 2 OH 02

SUPERFICIE

INSTITUTO

POLITECNICO NACIONAL

MECANISMO SIMPLIFICADO

DE LA CORROSION DE ACERO

RAFAEL GARCIA MADRIGAL »

FIG. NO. i VHERMOSA,FAB 1

Page 100: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 96 -

La corrosión, ocur re en muchas y muy variadas formas, -

pero su clasificación generalmente se basa en uno de lor. tres fac

tores siguientes :

1.-Naturaleza de la substancia corros i v a .-La corrosión pue

de ser clasificada como húmeda ó seca Par? 1¿ primera;

se requiere un líquido o humedad mien tras que para la -

segunda; las reac ciones se desa rrollan con gases a alta

t e m p e r a t u r a .

2. -Mec anismo de la corros i o n .-Es te comprende las r e a c c i o ­

nes electroquímicas ó bien, las reacciones químicas.

3 . -Apariencia del metal corroído.- Puede ser uniforme, e n ­

tonces; el metal se corroe a la mi sm^ velocidad en toda

su superficie, 6 bien puede ser localizada, en cuyos ca

sos solo resultan afectadas áreas pequeñas.

La clasificación por apariencia, uniforme 6 localizada,

es muy útil para una disc usión preliminar que en caso de requerir

se en forma más completa, necesita d e 1 establecimiento de las di

ferencias entre la corrosión localizada de tipo mar roscónico .

ataque microscópico local.

En e' ataque microscópico, '< rant'ddd del meta ciisuel

FORMAS DE LA CORROSION,

Page 101: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 97 -

to es mínima y puede conducir a daños muy considerables antes de

que el problema sea visible.

Los diferentes tipos de corros i ón se esqu ematizan en la

Fig. No. 2.

METODOS PARA CO NTROLAR LA CORROSION.

Como ya se ha indicado, la corrosión se basa en p r o c e ­

sos electroquímicos y para que estos puedan existir es c o m p l e t a ­

mente necesaria la presencia de: un ánodo, un cátodo y un electro^

lito; ya que estos tres elementos constituyen la pila de c o r r o ---

sión .

A la vista de estos tres factores básicos surgen los —

procedimientos de protección contra este tipo de corrosión

1 -Si hacemos toda la superficie anódica, es decir, e l i m i ­

namos todos los posibles cátodos, queda el ánodo y el -

electrolito; por lo tanto, no hay corrosión. Este siste

ma se conoce como "Protección Anódica".

2 -Si hacemos toda la superficie catódica, que da el cáto-

du y el electrolito, por lo tarto, no hay corrosión. E^

te sistema se conoce corno "Protección Catódica".

Page 102: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

C O R R O S I O N

INSTITUTO

POLITECNICO NACIONAL —DIFERENTES FOLIAS

DE L>\ CORROSION j

RAFAF1 GARCIA WÜ3R!GrtLjjj a b ,

Page 103: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 9 9 -

3 . -Si interponemos una barrera que separe el ánodo y el cS_

todo del electrolito, también elim inamos la c o r r o s i ó n . -

Esta barrera de separación la puede formar cualquier tj_

po de revestimiento.

Los inhibidores de la corrosión pueden convertir las sj¿

perficies en anódicas ó catódicas y crear barreras aislantes que-

separen el electrolito.

De acuerdo con lo anterior, los métodos de prevención y

control de la corrosión son los siguientes:

1 . -Sel ección de material.

2 . -Recubrimientos anti corros i vos.

3 . -Protección Catódica.

4 . -Alteraciones al medio (inhibidores de la corrosión).

SELECCION DEL MATERIAL.

Para proteger de la corrosión a un sistema de tuberías,

el primer paso a dar, es la selección del material, para ello, de

ben tomarse en cuenta, diferentes factores como: condiciones de -

presión y temperatura, costo (generalmente caro), disp onibilidad,

Page 104: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 100 -

resi stencia física, fabricación, apar iencia y prin ci pa lm en te r e ­

sistencia a la corrosión. Esto último se basa en la formación --

inicial de una capa delgada de óxido del metal muy adherente e -

impermeable.

Tomando en cuenta estos factores, es dificil elegir un

material que cumpla con todas las exigencias y cuando esto s u c e ­

de es necesario aplicar otro método.

Page 105: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 101 -

La tubería, materiales de envoltura, válvulas y otros -

mate riales necesarios para la construcción de la planta serán cajr

gados distribuidos por el cons tructor desde los sitios de entrega

establecidos al lugar donde serán usados de acue rdo con las si —

guientes reglas :

1 , -TUB ERIAS .

La descarga de la tubería deberá hacerse empleando una-

grua con los aditamentos necesarios para este tipo de trabajo h a ­

ciendo la maniobra con*cuidado para evitar que puedan prov ocar --

abolladuras en e1 cuerpo y en los biceles de los tubos. Bajo n i n ­

guna circ unstancia se permitirá que el constructor descargue la -

tubería rodándola de los vehículos en que haya sido transportada-

ai área de labores.

En los sitios de entrega establecidos la tubería y re c i

pientes que se descarguen de las góndolas de ferrocarril ó de los

camiones, deberán colocarse directamente.

En caso de que sea necesario almacenar los materiales -

(tubería y recipientes) se formarán estibas ó pilas apoyando Ios-

extremos y el centro de la tubería sobre sepa radores de made ra de

tal manera que no esté en contacto con el suelo.

M O V I M I E N T O S Y A L M A CE NA MI EN T O S D E M A T E R I A L E S .

Page 106: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 102 -

El equipo de separación como son separadores rectifica-

dores, enfriadores, comp resores, etc. serán transportados por el-

constructor del lugar donde indique Pemex y de su instalación se-

hará cargo Pemex.

La transportación de este equipo deberá hacerse emplean

do plataformas de cama baja para evitar su movimiento y dar mayor

márgen de seguridad, asimismo durante su transportación al lugar-

de instalación se preservarán todas las reglas de seguridad en --

las vías generales, como abanderamientos y señalamientos. En su -

instalación deberá observarse y revisar la verticalidad de estos-

para que en el momento de instalar los cabezales de tubería y - -

"amarres" no haya de salineamiento que en el momento de entrar en-

operación no existan fugas ó una rotura en los cuellos del e q u i ­

po.

2 . - E Q U I P O . - D E S E P A R A C I O N Y C O M P R E S I O N .

Page 107: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 103 -

De acuerdo a las normas establecidas por Pemex, ninguna

tubería ya sea subterránea ó aérea deberá instalarse sin su r e c u ­

brimiento. ( Norma Pemex 3.374.01 Sistemas de Transporte de PetrÓ^

1eo por T u b e r í a ).

El recubrimiento mecánico de la tubería deberá tener la

adherencia adecuada sobre la supe rficie metá lica de los tubos p a ­

ra evit ar que penetre la humedad.

El recubrimiento mecánico deberá soportar y ser compac-

tibie con el Sistema de Prot ección Cató dica complementario.

Todo el recubrimiento mecánico de la tubería deberá in¿

peccionarse totalmente antes de colocar la tubería.

Los daños descubiertos deberán ser reparados de in medi¿

t o .

Antes de instalar la protección catódica, se debe rá h a ­

cer una inspección del estado del recubrimiento, una vez ya inst£

lada la tubería. Esta inspección deberá realizarse con la ayuda -

de un dete ctor de fallas en el recubrimiento, indicadas por la fj¿

ga de una corriente eléctrica alimentada a la tubería, en otro --

procedimiento igualmente eficaz.

P R O T E C C I O N M E C A N I C A CONTRA LA C O R R O S I O N E X T E R N A .

Page 108: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 4 -

Cuando por causas de fuerza mayor se tenga que s u s p e n ­

der la construcción de la H n e a , los tramos construidos deben d e ­

jarse completamente protegidos contra la corr osión antes de a b a n ­

donar la obra.

Page 109: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 5 -

La pintura se entregará en tamb ores de 200 Lts. de capjj

cidad y deberá manejarse y transportar con todas las precauciones

necesarias para no perjudicar los envases.

Deberá tomarse en cuenta que el solvente de la pintura-

es muy inflamable y sus vapores pueden causar explosiones; por lo

tanto la pintura de imprimación deberá mane ja rs e tomando todas --

las precauciones acostumbradas para líquidos inflamables.

El adelgazador se manejará en igual forma que la p i n t u ­

ra de i m p r i m a c i ó n .

El esmalte deberá manejarse evitando rotura prematura -

de los recipientes y la contaminación de aquel con tierra y b a s u ­

ra .

Materiales para envoltura de t u b e r í a s .-Los rollos y c a ­

jas de cartón que contengan fibra de vidr io ó felpa asbéstica, no

serán manejados con ganchos no serán dise minados en el área.

La fibra de vidrio (vidrio flex ó similar) se entr egará

en rollos, en cajas de cartón resistentes y deberán manejarse en-

tal forma que no se perjudique su contenido; se almacenarán en l]j

gares protegidos de la interperie y especialmente de la humedad -

exces i v a .

P I N T U R A ( P R O T E C C I O N A N T I C O R R O S I V A T U B E R I A S U B T E R R A N E A ) .

Page 110: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 6 -

Las válv ulas se manejarán tomando todas las p r e c a u c i o ­

nes necesarias para no golpear las caras de las bridas ó bicales,

mani velas, vástagos y disp ositivos 1 u b r i c a d o r e s . Se evitará que-

penetre tierra ó basura al inte rior de las válvulas y en todo l]j

gar donde se almacenan provisionalmente.

Los anillos jde acero para empaque no se sacarán de sus

cajas hasta que se vayan a utilizar.

Los birlos y sus tuercas y otros accesorios meno res, se

mane jarán y guar darán en cajas de madera protegidos con aceite; -

no se sacarán hasta el momento de usarse.

Es obli gación del constructor controlar, cuid ar y hacer

buen uso de todos los mate riales a su cargo, debiendo devolver a-

Pemex, al finalizar el trabajo, todos los materiales sobr antes, -

en los almacenes ó puntos desi gnados por esta institución. El —

constructor será responsable de todos aquellos materiales que se-

d e s p e r d i c i e n , se extravíen ó se dañen, retribuyendo a Petróleos -

Mexicanos el costo de ellos.

VALVULAS.» C O N E X I O N E S Y A C C E S O R I O S .

MEDICION Y PAGO.

Movi mientos, almacenamiento y dist ribución de tuberías.

Page 111: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 7 -

-Los trabajos relacionados con recepción, movimientos y a l m a c e n a ­

mientos de mate riales, cargas, transportes y distribución se pag¿

rSn por metro.

SOLDADO DE LA TUBERIA.

Es la unión, mediante juntas soldadas de todos los t r a ­

mos de tubería que constituyan la línea de conducción.

El trabajo de soldadura se hará en su totalidad por el-

procedimiento manual de arco metá lico ( arco eléctrico con e l e c ­

trodo me tálico cons umible ) protegido ó el procedimiento de arco-

metálico protegido con gas en sistema semiautomático 6 a u t o m á t i ­

co.

Los extremos de la tubería y accesorios que van a ser -

soldados, deben estar bicelados en fábrica según las e s p e c i f i c a ­

ciones correspondientes.

No se permitirá soldar tubos ó accesorios cuyos biceles

muestran irre gularidades ó abolladuras. En estos casos el c o n s —

tructor deberá hacer el rebicelado de la extremidad defe ctuosa —

por medio de un bicelador de soplete.

Page 112: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 8 -

Las má qu in as de soldar serán del tipo de corriente d i ­

recta, con una ca pacidad míni ma de 300 ampres en el sistema m a —

nual y de 350 ampres en el sistema semiautomático ó automático.

Los cables de soldar serán del calibre "00" para m á q u i ­

nas de 300 ampe res, con procedimiento manual y de "0" para el se-

miautomático ó automático.

Cualquier equipo que no reúna todos los requ isitos seña

lados, deberá ser reparado 6 retirado, a juicio de Petróleos Mexj_

c a n o s .

EXAMEN Y C O M P ET EN CI A DE LAS SOLDADURAS.

Todo soldador que intervenga en el trabajo, será previa

mente examinado ante el repr esentante autorizado de Pemex, soldar^

do tubería 6 cualquier otro aditamento de ella.

Como e x á m e n , cada soldador hará una 5 dos soldaduras de

prueba, en una tubería con diámetro, espesor y espe ci fi ca ci ón - -

iguales a los que se tendrán en la línea, usando para la misma --

clase de electrodos y operando en condiciones iguales a las que -

se deban tener en la obra. En la que juzgará la habilidad del soJ_

E Q U I P O DE S O L D A R ,

Page 113: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 0 9 -

El cons tructor deberá señalar al supervisor las la m i n a ­

ciones, extremos agrietados y todo defecto que se encu entren en -

los tubos.

Las operaciones de soldado no deberán efec tuarse cuando

la calidad de la soldadura puede resultar afectada por las c o n d i ­

ciones prevalecientes del tiempo incluyendo humedad, t o l v a n e r a s , -

vientos fuertes y tiempo frío. Pemex decidirá si las condiciones-

atmosféricas son convenientes para soldar.

MEDICION V PAGO,

Se hará por unidad de junta soldada de acuerdo al e s p e ­

sor y diámetro.

d a d o r y e l t i e m p o .

Page 114: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 0 -

Todo el sistema de carga y descarga al equipo de p r o c e ­

so deberá cont ar con un sistema automático de control de flujo y-

de presión, así como en la parte superior del equipo de válv ul as -

de alivio en caso de una sobrepresión del mismo.

Esta instalación generalmente la hace personal de Pe--

mex debido a que las Compañías no tienen personal es pe ci al iz ad o -

para su instalación y se considera de suma importancia.

VALVULAS Y ACCESORIOS.

Las válvulas que se instalan son las de seguridad y la

de control para cond ensado recu perado, los accesorios son los c o ­

pies para instalación de manómetros y termómetros así como los c £

pies para las purgas a través de la tubería.

Una válvula de control puede desc ribirse como una r e ­

sistencia vari able en un sistema de flujo.

Los tipos mas comunes de válvulas de control son los -

operados neumáticamente, hidráulica ó eléctricamente.

C O N T R O L A U T O M A T I C O .

Los pasos a seguir en la selección de las válv ulas de-

Page 115: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

I.-Fijar los factores de selección.

Los factores que determinan la selección de las v á l v u ­

las para cada aplicación, en general son :

A. -Clase de fluido que pasa a través de las válvulas.

B. -P ro pi ed ad es corr osivas del fluido.

C . - T e m p e r a t u r a .

D.-Presión y caídas de presión.

E.-Acción de las válvulas.

F.-Tipo de conexiones del cuerpo.

G .-Requisi tos de control.

a ) .- M o d u l a c i ó n .

b ) . - 2 posiciones.

c) .-Posiciones múltiples.

d).-Cierre hermético.

e).-Flotante de una velocidad.

f).-Mezcla ó desciación.

- 111 -

c o n t r o l s o n l o s s i g u i e n t e s :

Page 116: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 112 -

g ).-Proporci o n a l .

h ) .-Proporcional con reajuste.

i).-Flotante con velocidad proporcional.

II .- Se leccionar al tipo de válvula que se debe emplear.

El tipo de válvula está en función del tipo del cuer po-

de la misma.

Tipos de cuerpos :

A. -Tipo de globo :

a).-De asiento sencillo.

b).-De asiento doble.

c ).-De tres vfas .

B.-T ip o de angular :

a).-De asiento sencillo.

C.-T ip o Venturi :

a).- De asiento sencillo.

D.-T ipo saunders.

a).-Cierre de diafragma.

E.-Tipo mariposa.

Page 117: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 3 -

I I I .-Seleccionar el material del cuerpo de la válvula los -

materiales comúnmente empleados para cuerpos de v á l v u ­

las son :

A .- B r o c e .

B.-Hierro fundido.

C.-Acero al carbón.

D.-Acero fundido.

E.-Acero inoxidable.

F .-Aleaciones especiales.

Dependiendo de la clase, propiedades corrosivas y tempe

ratura del fluido, además de la presión de operación y-

la fuerza aplicada a la tubería.

I V .-Seleccionar el tamaño de la válvula.

Para seleccionar el tamaño de la válvula se necesita de

terminar el coeficiente "Cv " (Analíticamente ó por m e ­

dio de nemogramas), este coeficiente es el que d e t e r m i ­

na el tamaño de la válvula.

Para la determinación del coef iciente "Cv " se requiere-

de la siguiente información :

Page 118: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 4 -

A. -Flujo máximo de operación.

Expresado en :

Gal./min., para líquidos.

Lb/Hr., para vapor.

3Ft / H r ., para gases .

B.-Presiones de operacion :

a).-Presión de entrada de la válvula.

b).-Presión a la sali da de la válvula.

Expresada en :

L b / P u l g . 2 absoluta (PSIA).

C.-Caída de presión.

La diferencia entre la presión de entrada y

las cond iciones de operación.

Expresada en :

Lb /P ul g2 . manométrica (PSIG).

0 . -Gravedad específica.

a).-Líquidos :

Con referencia al agua.

la sal ida a

Page 119: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 5 -

b).-Gases :

Con referencia al aire.

Cuando se ha cons eguido la información anterior, e n t o n ­

ces se puede determinar el tamaño adecuado de la válvula ut il i z a ^

do los manu ales y reglas de cálculo para válvulas pr oporcionados-

por los fabricantes (FISHER, H O N E Y W E L L , K I M R A Y , W A L W O T H , J E N K I N S ,

VALVULAS DE F I L A D E L F I A , BLACK CIVALLS AND BRVSON).

Page 120: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 6 -

Cuando la planta está tota lmente terminada se procederá

a la prueba hidrostática incl uyendo equipo, tubería y accesorios,

se podrá hacer en tramos parciales de acuerdo al servicio que v a ­

yan a prestar.

Se hará con agua “purgándose" hasta eliminar las b u r b u ­

jas de aire, después se levantará presión con una bomba de C o m b u ^

tión Interna y su capacidad variará de acue rdo a la presión de --

prueba y esta se mantendrá durante 24 horas.

Todas las reparaciones de fugas que aparezcan en estas-

pruebas, serán hechas a entera satisfacción de Pemex por cuenta -

del co ns tructor con excepción de aque llas que se orig inen por f a ­

llas de fabricación de la tubería Ó el equipo u otros materiales-

pr op or ci on ad os por Pemex, el costo de reparación será por cuenta-

de Pemex, sobre las bases que se fijen en el Contrato.

MEDI CION Y PAGO.

Todos los trabajos relacionados con la prueba hi drostá­

tica se pagarán tomando como unidad por "prueba". El precio unit¿

rio debe incluir todos los trabajos que se necesiten.

L I M P I E Z A I N T E R I O R Y PR UE B A DE P R E S I O N H I D R O S T A T I C A .

Page 121: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 7 -

La tubería destinada ai transporte de hidrocarburos es-

de acero, cumpliendo con los requisitos de especificación e s t a b l e

cidos por Pemex.

M A T E R I A L E S DE C O N S T R U C C I O N .

CRITERIOS DE SELECCION.

La tubería, las conexiones y sistemas de control semi--

automático ó automático destinados para transporte de h i d r o c a r b u ­

ros en fase gaseosa, deben de satisfacer los requisitos de c o m p o ­

sición, y control de calidad de acuerdo al Códi go AN SI -B -3 1. 4 - -

"Sistemas de tuberías de transportación de Petróleo líquido".

TIPO DE TUBERIA.

A S T M - A - 106 sin eos t u r a .

ASTM-A-53 sin costura soldado eléctrico.

A S T M - A - 120 sin costura, soldado eléc trico

API-5LX sin c o s t u r a .

API- 5L sin c o s t u r a .

Dentro de las diferentes especificaciones están ab a r c a

dos diferentes Grados de tubos usualmente designados como Grado -

Page 122: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 8 -

"A". Grado "8" X-42, X-52, etc. La palabra Grado como se utiliza

en las es pe ci fi ca ci on es no indica dife rencias en la calidad. E s ­

tos Grados se refieren únicamente al esfu erzo en el límite e l á s ­

tico.

Se tienen más de 150 ma teriales especificados por la --

ASTM ( American Society For Testing Mate rials ) para usarse en la

fabricación de tubos. Entre ellos se incluyen el acero al c a r b o ­

no, aleaciones de acero y una amplia selección de materiales no -

f e r r o s o s .

Al parecer el acero continúa siendo el material mas im­

portante utilizado en tuberías; para servicios petroleros su e m ­

pleo resulta ser muy necesario para las condiciones de serv icio -

que existen en las industrias de proceso en lo que a presión y —

temperatura se refiere.

La AS TM espe cificada las descripciones de cada tipo d e ­

metal convencional usado en tuberías; esto incluye el proceso d e ­

ma nufactura composición química, prop iedades de tensión, p r o p i e d ^

des de flexión y proc ed im ie nt os requeridos para hacer pruebas. E¿

tas es pe ci ficaciones deben leerse con cuidado, ya que son de m u ­

cha ayuda para que el diseñador seleccione el material más adecua^

do para un determinado servicio.

Page 123: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 1 9 -

La resistencia a la corrosión se ve afectada por la so|

dabilidad, propiedades de formación y costo.

ALGUNAS GENERALIZACIONES DE VALOR SON :

1.-PROCESO.

a).-Los aceros al carbono deso xidado son de estr uctura mSs-

uniforme y son mejores para form ación en frío o en c a ­

liente que los aceros al hogar abierto.

b).-Los aceros calmados al silicio tienen esfuerzos al d e s ­

lizamiento mayores que los aceros calmados al aluminio.

c).-Los aceros oxidados con silicio son preferibles para --

servicios de temperatura baja.

A.-ALTO CARBONO Y MAGNESO.

1.- Alta resistencia y esfuerzo de cedencia a temperaturas

m o d e r a d a s .

2.- Menor soldabilidad y menor d u c t i b i 1 i d a d .

C O M P O S I C I O N Q U I M I C A .

Page 124: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 120 -

B.-SILICIO.

1. -Aum enta la resistencia a la oxidación.

2 . -Mejora la resistencia al impacto.

C.-FOSFORO Y AZUFRE.

Ob je cionable excepto en cant idades pequeñas.

D.-MOLIBDENO Y TUNGSTENO.

Mejo ra la resistencia al deslizamiento.

E.-CROMO.

1.-Impide la grafitización.

2 . -Resistente a ciertos agentes corrosivos, tales como com

puestos de azufre.

3. -Los aceros como cromo y mo libdeno combinan caracteristi

cas de gran resistencia al deslizamiento, con r e s i s t e n ­

cia a la oxidación a altas temperaturas.

F.-NIQUEL.

Le dá fuerza al acero parti cu 1 arme nte a temperaturas --

Page 125: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

121 -

G.-ALEACIONES NIQUEL-CROMO.

Le dá alta resistencia al deslizamiento y resi stente a-

la corrosión para muchas substancias.

Las especificaciones más comunes para tubos de acero al

carbono usados en esta plana son la ASTM, A-53 Gr. B para tubos -

sin costura, ya que ofrece bajo costo y alta resistencia a la c o ­

rrosión y a presiones altas.

subatmosféricas.

Page 126: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

122 -

CARACTERISTICAS DEL MATERIAL EMPLEADO EN LOS TIPOS DE TUBERIAS

G R A D O L I M I T E E L A S T I C O ESFUERZO DE TEJf’ERATUR/

KG/CM2. LB/PULG2 KG/CM2. LB/PULG2.

A-53 GR. "B". 2,¿461 35,000 4,215 60,000

X-42 2,954 42,000 3,657 52,000

X-52 3,657 52,000 4,641 66,000

X-65 4,571 65,000 5,410 77,000

Page 127: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

123

E v i d e n t e m e n t e la e x p e r i e n c i a o b t e n i d a a t r a v é s d e l d e s a ­

r r o l l o t é c n i c o de e s t a l a b o r , f u e f r u c t í f e r a ; t o m a n d o e n c u e n t a -

t o d o s l o s f a c t o r e s a n t e s m e n c i o n a d o s , c o m o s o n la s e p a r a c i ó n v la

c o m p r e n s i ó n y, e s t a b l e c i e n d o los r e q u i s i t o s de d i s e ñ o , s e g u r i d a d ,

c o n s t r u c c i ó n , i n s p e c c i ó n y p r u e b a , o p e r a c i ó n y m a n t e n i m i e n t o d e -

s i s t e m a s de t u b e r í a e n el t r a n s p o r t e de p e t r o l e o p a r a la r e a l i z a ­

c i ó n y e x p l o t a c i ó n de n u e s t r o s r e c u r s o s p e t r o l e r o s . A d e m á s la

c r e a c i ó n de e s t e t i p o de p l a n t a s i n f l u y e de h e c h o en n u e s t r a e c o ­

n o m í a , p r o p o r c i o n a n d o e m p l e o s , f o m e n t a n d o el d e s a r r o l l o t ecnológj.

co en m a t e r i a de h i d r o c a r b u r o s .

Page 128: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

- 1 2 4 -

Perry, ¿chu H.

Chemical Engineer's Hand Book

Me. Graw Hill Book Company Inc.

Fourth Co'ttlon.

1963.

Catálogc A^ME.

Asme Code Unfired Prosgore Xessels

Secc. V i 1 1 .

Sección de Estadística y Control de Calidad de H i d r o c a r b u ­

ros, Depto. Ing. de Producción Pemex.

E P N Catálogo

Diseño, ¡varicación e instalación de equi po industrial Secc.

separación.

Tesis profesional: Recuperación de Hidrocarburos en esta- -

ción de compresoras Samaria II, Tabasco.

"Ingeniería de Proyectos para Plantas de Proceso"

H. F. Rase y M. H. Barrow 39 Edición, CECSA Pag. 457

(Diseño de Tuberías).

"Sistema de Tube rías de Transportación de Petróleo Líqu ido"

ANSI 831.4, 1974.

Esfuerzos permisibles límite de esfuerzo.

B I B L I O G R A F I A

Page 129: QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUIMICO …tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/16541/1/25-1-9881.pdf · escuela superior oe ingenieria quim ica e industrias extractivas

R E F E R E N C I A S

Para la elaboración de este trabajo se tomaron como r e ­

ferencias las es pe ci ficaciones ó códigos de las sigu ientes organi_

zaciones :

A.S.T.M. American Society For Testing Materiales.

A.P.I. American Petr oleum Institute.

U.S.A.S.I. (Antes A.S.A.) United States American

Standars Inst i t u t e .

A.W.W.A. Am erican Water Works Association.

N.S.P.M. Normas de Seguridad de Petr óleos Mexicanos.

Todos los códigos, normas y especificaciones que se r e ­

fieren en este texto, son según su última edición.