Curso: Ingeniería de Gas, Principios y Aplicaciones
Es un curso básico, conceptual, clasificado como el primer nivel en el manejo de los hidrocarburos. Prepara al individuo para conocer qué es el gas natural, cómo se determina su composición y cómo se comportan las mezclas de hidrocarburos, especialmente en lo referente a las instalaciones de superficie, sin perder de vista el comportamiento de los fluidos en el yacimiento.
Se analiza la composición tomando en cuenta las impurezas que eventualmente pueda tener el gas. El negocio del gas y la seguridad en el manejo del mismo son aspectos fundamentales que se tocan constantemente a lo largo del curso.
Normalmente se cubre de manera superficial lo inherente al análisis cromatográfico, de tal manera que el participante tenga claridad conceptual sobre la procedencia de la información.
El curso en sí, está dividido en dos partes fundamentales: lo relativo a las características y el comportamiento de los hidrocarburos, un aspecto sumamente importante para todo lo relacionado con la materia. La segunda parte se dirige a las aplicaciones del conocimiento básico, en lo cual se pueden cambiar los temas adaptándolos a la preferencia del auditorio.
El diagrama de fases, interpretado como un “lenguaje dentro de la industria del gas” es un conocimiento fuerte que el participante debe aprender a interpretar y a utilizar con seguridad. Es un tema de gran importancia que, en ocasiones, se suele extender... Si así fuere el interés de los organizadores.
Las aplicaciones se pueden realizar haciendo énfasis en algunos aspectos como los que se enumeran a continuación:
- Manejo de los fluidos compresibles.
- Comportamiento de los fluidos dentro de las instalaciones.
- Contenido de agua en el gas natural y sus efectos.
- Diseño de separadores.
- El diagrama de fases, un lenguaje en la industria del gas. Aplicaciones
Características del Gas Natural:
Características del Gas Natural:
Características del gas naturaL.
Muestras típicas de gas natural. Componentes.
Cálculo manual y computarizado de las características de una muestra de gas:
Impurezas en el gas natural (H2O, H2S, CO2). Importancia o impacto según los usos del gas.
Significado de la presencia de agua:
En una tubería, en una red.
En un compresor, en un separador.
¿Cómo afecta la presencia de agua al diseño del separador?
¿Cómo afecta el cálculo del caudal en un medidor de orificio?
¿Impacto de la presencia de agua en un separador, en una tubería, en una planta de fraccionamiento?
Riesgos para la salud del H2S.
Impacto de la presencia del H2S y del CO2 sobre los siguientes elementos: la tubería, el tubo medidor, el separador, el comportamiento del gas, el medio ambiente, la seguridad de las personas...
Ejercicios:
¿Cuántas toneladas por día de CO2 lanza usted a la atmósfera?
Si yo metiera en una bolsa el aire contenido en el salón de clases, ¿podría usted levantar la bolsa?
¿Cuánto pesa el aire que circula por la tubería?
Significado práctico de las siguientes características:
Peso molecular. ¿Afecta la selección de un separador?
El conocimiento del peso molecular del gas, ¿pudiera significar la vida o muerte del operador?
Con la misma filosofía se deberán interpretar las propiedades físicas del gas natural (Presión de vapor, punto de burbujeo, índice de inflamabilidad, etc.)
Aplicaciones prácticas de los términos: gravedad específica, densidad, valor calorífico, factor de compresibilidad, punto de burbujeo y de rocío, por ejemplo).
Aplicaciones del término: índice de inflamabilidad.
Interpretación del impacto volumétrico de los fluidos cuando cambian de fases (Ejemplo: agua, propano, mezcla de gases). Riesgo e impacto de (Ejemplo: cinco litros) del agua que, desde la tubería, llega a la caldera, al compresor o a la torre de fraccionamiento.
¿Cuándo un gas se considera apto para ser conducido por tuberías? ¿Por qué?
Concepto GPM.
Importancia en la industria del gas.
Impacto de este término en el negocio del gas.
NOCIONES DE CROMATOGRAFÍA DE FASE GASEOSA:
¿Cómo se obtiene la composición del gas?
Análisis breve de los equipos y procedimientos.
Credibilidad en la muestra de gas.
Impacto del desconocimiento de esta técnica en lo siguiente:
- Errores del ingeniero y del operador.
- Impacto económico en las decisiones que se realizan.
- Protección y seguridad.
- Impacto ambiental.
Usos prácticos de la cromatografía.
Aplicaciones a un caso de impacto ambiental contundente.
El diagrama de fases, como producto del análisis cromatográfico.
CONTENIDO DE AGUA EN EL GAS NATURAL:
Significado e importancia del contenido de agua en el gas.
Metodología para calcular el contenido de agua.
Métodos de cálculo: ppm,v y ppm,p.
Hidratos en el gas natural. Importancia e impacto.
Predicción de la formación de hidratos.
Posibilidad de que se formen hidratos cuando el gas se expande.
Medición del punto de rocío con respecto al agua.
Gas seco y gas hidratado.
Concepto base seca y base húmeda
FACTOR DE COMPRESIBILIDAD:
Significado e importancia.
¿Cómo interviene o afecta el diseño en los siguientes casos?:
- Tuberías.
- Separadores.
- Sistemas de medición.
- Torres de deshidratación.
Breve referencias a los modelos matemáticos que se emplean para calcular el valor de Z.
Ejercicios de aplicación.
Interpretación de los cambios de la velocidad del gas en una tubería.
Velocidad de erosión de la tubería.
Caudal real dentro del separador.
COMPORTAMIENTO DEL GAS NATURAL:
Comportamiento de un componente puro (Ejemplo: agua o propano). Definición de cuándo está o puede estar en estado líquido o gaseoso. Aplicaciones prácticas del concepto.
Comportamiento de una mezcla de gases. Definición, interpretación y aplicaciones del término: diagrama de fases.
Análisis del diagrama de fases, puntos de rocío, de burbujeo y punto crítico del sistema.
Impacto del C7+ en el comportamiento del diagrama.
Identificación del tipo de fluido que se está manejando en función del diagrama de fases respectivo.
Procedimiento de cálculo. Ejercicios para ser resueltos manualmente. Uso del computador.
Predicción del estado físico de la muestra.
Aplicaciones del diagrama de fases en los siguientes casos:
- En una tubería.
- En un separador.
- En un compresor.
- En la torre de deshidratación.
- En la torre de endulzamiento.
- Fraccionamiento del gas natural
Importancia en la práctica del manejo seguro de estos conceptos.
Estudio de casos utilizando las muestras de gas aportadas para el desarrollo del curso.
APLICACIONES.
Las aplicaciones estarán orientadas por el interés primario de los participantes. Por lo general se dirige al diseño de los separadores, pero se pueden seleccionar otros temas, de común acuerdo con el profesor.
Curso de Diseño de Plantas.
DURACIÓN: 40 horas (una semana).
PROFESOR: Marcías J. Martínez.
TEXTO: Ingeniería de gas, principios y aplicaciones, de Marcías Martínez.
La información adicional que requiera, puede solicitarla a través:
- Correo electrónico: iconsa@cantv.net
- Página web: www.gas-training.com
- Teléfonos: 58-261- 7928482
- Celular: 58-414-3612613
PROGRAMA DEL CURSO DE DISEÑO DE PLANTAS
Conceptos básicos, fundamentales, de aplicación a todas las plantas.
El objetivo de este curso es proporcionarles a los participantes una visión preliminar de cada una de las plantas que se emplean en la industria del gas natural. A medida que se desarrolla el entrenamiento, se profundiza en el diseño de cada una de ellas.
1.- Introducción al tema.
Presentación de los participantes.
Diferentes tipos de plantas que se emplean en la industria del gas.
Ruta del gas, desde el pozo hasta las diferentes plantas.
El negocio del gas.
2.- Composición del gas natural.
Selección de una muestra para trabajar durante el curso.
Cálculo de las propiedades de la muestra.
Parámetros más importantes.
Principales componentes que integran una muestra de gas natural.
Componentes beneficiosos y perjudiciales.
El agua y su impacto en la deshidratación.
Los componentes ácidos. Su impacto sobre la deshidratación.
Correlación entre la composición y el objetivo de cada planta.
Impacto de cada uno de ellos.
La riqueza del gas, interpretación de conceptos.
El concepto: GPM, importancia.
Cantidad de cada componente líquido que se produciría.
Aplicaciones a cada uno de los equipos y plantas.
Separadores, tipo de separadores, diseño y operación.
3.- Conceptos que complementan el diseño de una planta.
Medición del gas. Importancia e impacto sobre las decisiones.
El diagrama de fases. Importancia en la interpretación y el diseño.
Compresión del gas natural. Efectos sobre la presión y la temperatura.
Expansión del gas natural. Cambio de los parámetros
Intercambiadores de calor.
4.- El separador en la industria del gas y del petróleo.
¿Para qué sirve?
Diferentes tipos de separadores que se emplean.
Separadores gravitacionales, compactos y ciclónicos.
Separadores verticales y horizontales, bifásicos y trifásicos.
Normativa para el diseño de separadores.
Diseño manual de un separador vertical
Plantas de deshidratación que trabajan con TEG y mallas moleculares.
5.- Contenido de agua en el gas natural. Formas de medirla.
Punto de rocío al agua
Plantas que trabajan con glicol.
Descripción de las plantas.
Parámetros principales que intervienen en el diseño y la operación de la planta.
Diseño de una planta de TEG.
6.- Absorción vs adsorción.
Deshidratación del gas natural con mallas moleculares. Conceptualización sobre el diseño de la planta.
Operación de las plantas de mallas moleculares.
Filosofía del diseño y secuencia de plantas.
Análisis de fallas en plantas de glicol
Plantas de TEG seguidas de plantas de mallas moleculares.
Plantas de endulzamiento. Aminas.
7.- Componentes ácidos en el gas natural.
Peligros que representan.
Cantidad de gas ácido contenido en la muestra.
Remoción de los componentes mediante procesos de endulzamiento.
Endulzamiento con aminas.
Diferentes tipos de aminas.
Diseño de plantas de Amina (MDEA+).
Parámetros principales que intervienen en el diseño.
Análisis de fallas en las plantas de amina.
8.- Empleo de adsorbentes para el endulzamiento del gas.
Diseño de plantas de Sulfatreat.
Parámetros principales que afectan el proceso.
Plantas de extracción y de fraccionamiento.
9. Plantas de extracción.
Significado. Secuencia del proceso.
Equipos principales que forman parte de la planta.
Separadores, equipos complementarios: intercambiadores de calor, cajas frías, “chillers”, compresores y torres.
Soporte termodinámico para el diseño de la planta.
Visión de una planta de extracción.
Eficiencia de proceso.
10.- Plantas de fraccionamiento del gas natural.
Secuencia de las torres para la separación de la mezcla.
La composición de la muestra por separar.
Separación de los diferentes componentes.
Componentes claves.
La presión de vapor. Su impacto en el fraccionamiento.
Importancia económica de la separación. El valor del gas.
El diagrama de fases en el proceso de fraccionamiento.
Análisis en cada una de las torres.
Diseño de una torre de fraccionamiento.
Parámetros principales en la torre.
Presión, temperatura del tope, T de la carga. T del fondo.
11.- Cierre del curso.
Curso de Deshidratación del Gas Natural.
DURACIÓN: 40 horas (una semana).
PROFESOR: Marcías J. Martínez.
TEXTO: Deshidratación del gas natural, de Marcías Martínez.
La información adicional que requiera, puede solicitarla a través:
- Correo electrónico: iconsa@cantv.net
- Teléfonos: 58-261- 7928482
- Celular: 58-414-3612613
Descripción: este curso va dirigido al personal al personal que trabaja con plantas de deshidratación. Se describen los principales procesos de absorción (plantas de MEG y TEG) como de adsorción (mallas moleculares) haciendo énfasis en los diferentes parámetros que intervienen en el diseño y operación de las plantas.
Se incursiona en el diseño de las instalaciones calculando los principales equipos de una planta de TEG y se analiza con muchos detalles los problemas que se ocasionan al cambiar los parámetros de diseño, de donde el “análisis de fallas” pasa a ser un objetivo fundamental del entrenamiento.
PROGRAMA DEL CURSO DESHIDRATACIÓN DEL GAS NATURAL
1. Introducción.
Aspectos fundamentales del curso.
Objetivo: deshidratar el gas. Significado
Cómo se deshidrata:
por refrigeración mecánica.
con glicol, en sus diversos tipos.
con sólidos adsorbentes.
Descripción del contenido.
Detallar el contenido del curso
Análisis del texto.
Análisis del hipertexto.
Significado del término deshidratación.
¿Qué significa deshidratar?
Gas rico vs. gas húmedo
Hasta dónde se puede deshidratar.
Profundidad de la deshidratación según el proceso.
Glosario de términos.
1. Composición del gas.
Cálculo del contenido de agua en el gas natural.
Contenido de agua a P y T.
§ Variación con los cambios de presión y temperatura.
§ Efectos del CO2
§ Efectos del H2S.
Importancia de este hecho en la industria del gas.
Ejemplos:
· En una tubería.
· En un separador.
· En una planta de deshidratación.
· En una planta de endulzamiento.
· En un compresor.
1.1. Composición de diferentes muestras de gas, sin agua.
· Occidente asociado.
· Costa afuera
· Guajira.
· PH-307 (alto contenido de CO2)
· Gas de Bolivia.
1.2. Composición de las mismas muestras, con agua, a P y T
1.3. Seleccionar una sola muestra, incluirle el agua.
· Alta presión (1000 lpca) y 100°F
· Baja presión y (14,7 lpca)100°F
· Alta presión (1000 lpca) y 120°F
· Baja presión (14,7 lpca) y 120°F
· Alta presión (1000 lpca) y baja temperatura (0°F).
1.4. Incluir el gráfico de contenido de agua en el gas natural.
1.5. Fracción molar y fracción por peso.
Ejercicio: tasa másica de los componentes.
1.6. El concepto: partes por millón.
1.7. Parámetros fundamentales en el comportamiento del gas en el sistema.
· Presión
· Temperatura.
· Composición
1.8. SIMULADOR GASNET. Muestras de gas. (Análisis de las características)
1.8.1. Seco: sin el contenido de agua.
1.8.2. Hidratado.
1.9. Cálculo de las características del gas natural (hoja de cálculo).
§ Valor calorífico neto.
§ Bruto.
§ Análisis conceptual del término.
1.10. Impacto de la presencia de dióxido de carbono en el gas.
Cómo afecta el contenido de agua en el gas.
1.11. Impacto de la presencia de sulfuro de hidrógeno en el gas.
Impacto sobre el contenido de agua.
1.12. Hojas de cálculo, contenido de agua.
Análisis de la serie completa.
1.13. Punto de rocío al agua, vs. contenido de agua.
1.14. Impacto del contenido de agua sobre la medición por orificios.
1.15. Medición del punto de rocío.
1.16. Hidratos en el gas natural.
1.17. Análisis cromatográfico del gas natural.
1.18. El factor de compresibilidad.
1.19. Velocidad del gas en el sistema.
1.20. Tipos de glicol por utilizar.
1.21. Temperatura límite en el regenerador.
1.22. No. de platos en la torre.
1.23. Pureza del glicol regenerado.
1.24. Tasa de circulación del glicol.
1.25. Gas de despojamiento.
2. Comportamiento del sistema con respecto al agua.
2.1. Ejercicio. Depósitos de agua en una tubería.
2.2. Diagrama de fases de una mezcla de hidrocarburos.
Gas natural pesado. Occidente asociado.
Aspectos importantes del diagrama de fases. (DF-298)
Calcular con el GASNET las características de la muestra.
Cambio del diagrama con la composición.
3. El diagrama de fases en un sistema TEG-agua.
DF de un componente puro.
DF del agua y otros componentes.
DF de los glicoles, en estado puro.
DF El gas natural y el agua.
DF de hidrocarburos, agua e hidratos.
4. El diagrama binario TEG-agua.
5. Diseño de una planta tipo de TEG.
· Diferentes esquemas de plantas de deshidratación.
· Recorrido de la planta.
· Planta convencional de TEG.
· Proceso DRIZO
· Proceso ECOTEG
5.1. Seleccionar las características de una planta tipo, de deshidratación con TEG.
§ Análisis de los parámetros fundamentales.
§ Características del gas a la salida de la planta.
5.2. Parámetros de referencia.
Tasa másica y flujo molar que llega a la planta:
· De dióxido de carbono.
· De agua.
· De H2S.
· De hidrocarburos.
5.3. Parámetros de diseño (1).
§ Agua a ser removida.
§ Galonaje requerido.
§ Punto de roció en la entrada.
§ Punto de rocío en la salida.
§ Descenso del punto de rocío.
5.4. Características de la solución glicol-agua.
· Composición del glicol en la entrada del absorbedor.
· Composición en la salida del absorbedor.
5.5. Cálculo de la torre de absorción.
§ Caudal de gas a las condiciones de operación.
§ Velocidad del gas dentro de la torre.
§ Diámetro del absorbedor.
§ Determinación de la velocidad promedio dentro de la torre.
5.6. Platos de burbujeo.
· Diferentes tipos de platos y empaques
· No. de platos vs. tasa de circulación.
· Pureza del glicol. Variables.
5.7. Tablas. Comportamiento del ΔTr vs la tasa de circulación de TEG.
5.8. Análisis conceptual del separador de entrada de la alimentación a la torre.
· Parámetros y caudales en el separador.
· Diámetro del separador.
· Diseño conceptual.
5.9. Comportamiento de los fluidos en el separador.
· Diagrama de fases.
· Factibilidad de producir arrastre.
· Problemas que ello ocasiona.
5.10. Reflujo.
· Análisis del reflujo en una torre de fraccionamiento.
· Reflujo en una planta de amina
· Reflujo en la planta de TEG.
5.11. Uso de las curvas de Kremser-Brown para calcular el reflujo en la torre (Pag- 113 Desh).
5.12. Comportamiento de los fluidos dentro de la torre de regeneración.
Uso del diagrama de fases correspondiente.
5.13. Determinación del diámetro del absorbedor. Cálculo.
IGPA pág.303 y 304
5.14. Capacidad de adsorción del gas de despojamiento.
6. Análisis de fallas en la planta.
Nota: verificar análisis de fallas en plantas de aminas.
6.1. Contaminantes en el gas natural.
Efectos sobre la planta. (C02, H2S, líquidos de hidrocarburos, partículas de hierro, oxígeno)
6.2. Condiciones para dañar el glicol.
· Ponerlo en contacto con el aire.
· Sobrecalentamiento en el rehervidor.
· Efecto de las sales que entran al sistema
· H2S en el gas.
· Contaminación con petróleo o asfaltenos.
7. Nuevos procesos de deshidratación con glicol.
8. Diseño de una planta tipo con mallas moleculares.
· Anexos.
· Curvas concomitantes para el diseño.
9. Cierre del Curso
Curso de Endulzamiento del Gas Natural.
DURACIÓN: 40 horas (una semana).
PROFESOR: Marcías J. Martínez.
TEXTO: Endulzamiento del gas natural, de Marcías Martínez.
La información adicional que requiera, puede solicitarla a través:
- Correo electrónico: iconsa@cantv.net
- Teléfonos: 58-261- 7928482
- Celular: 58-414-3612613
Descripción: este curso se dirige principalmente al estudio, diseño y operación de las plantas de amina (MDEA+) comenzando con una visión detallada del movimiento de los fluidos en la planta, los parámetros en los cuales se apoyan los diseñadores y los problemas que se derivan al cambiar dichos parámetros durante la operación.
Como en el caso anterior, el análisis de fallas en la planta pasa a ser un objetivo primario durante el desarrollo del curso.
Se diseñan los equipos principales del proceso, con lo cual los participantes pueden apreciar mejor la interacción entre los principales parámetros del sistema y sus efectos sobre la planta.
PROGRAMA DEL CURSO DE ENDULZAMIENTO DEL GAS NATURAL
CONTENIDO.
1. Introducción.
· El concepto endulzamiento.
· Por comparación. Concepto deshidratación
· Aspectos fundamentales del curso.
· Glosario de términos.
· El valor del gas natural (Uso del GASNET)
Valor sin CO2 ni H2S
1.2 Seguimiento a una planta de aminas.
Principales equipos de la planta.
Funciones de cada uno de los equipos.
1.3 Diferentes procesos de amina que se emplean actualmente.
1.4 Endulzamiento selectivo con Sulfatreat.
1.5 Empleo de secuestrantes.
1.6 Mallas moleculares para eliminar mercurio y H2S.
2. Composición del gas.
Principales componentes que integran el gas que alimenta la planta.
Análisis de la composición en la planta tipo.
Componentes parafínicos, impurezas y contaminantes.
Componentes pesados del gas natural.
El concepto de GPM. Importancia.
Valor del gas.
Problemas que ocasionan los líquidos.
Condensación de hidrocarburos dentro de la torre. Depósito de líquidos en la tubería.
Impacto sobre la planta.
Empleo del Simulador GASNET.
Contaminantes en el gas natural.
BTEX y VOC (HM)
Ej. Cálculo de las características del gas.
Inclusión del agua en la muestra. (GASCAP)
Ej. Cálculo del GPM en la muestra de gas.
Ej. Tasa másica de CO2 que se arroja a la atmósfera.
Tasa másica de H2S que se lanza a la atmósfera.
3. Contenido de agua en el gas natural. Impacto sobre la planta.
Gas saturado e insaturado.
Comportamiento en la planta.
El concepto de ppm,v vs ppm,p.
Punto de rocío al agua.
Punto de rocío a los hidrocarburos.
Empleo del simulador para calcular el punto de rocío.
Impacto de la presión y la temperatura sobre el contenido de agua en el gas.
Composición del gas que alimenta la planta.
Condiciones de entrada del gas en el absorbedor.
Condiciones de salida del gas del absorbedor.
4. Conceptos básicos sobre la Cromatografía de fase gaseosa. Importancia en la eliminación de los componentes ácidos.
Análisis del gas natural. Empleo del cromatógrafo.
Conocimientos básicos. Instrumentación
Análisis de compuestos sulfurados.
5. El diagrama de fases de componentes puros.
Agua y amina.
Comportamiento con respecto a los hidrocarburos.
Análisis de los diversos componentes que se pueden encontrar al analizar el endulzamiento del gas natural: CO2, H2S, BTEX, Agua,
C3+, etc-
6. Mezclas de agua y amina.
Concepto 2,5 N, 3,4N al 50% p/p
Cantidad de gas ácido que se va a retirar del gas.
Moles de gas ácido que se retiran
Moles que se requieren de amina.
Tasa másica de la amina.
Tasa másica de agua en la solución.
Tasa másica de la solución.
Caudal de solución requerida.
7. El diagrama de fases amina-agua.
Diagrama MEA-Agua
Diagrama MDEA-Agua.
Punto de burbujeo de la solución.
Comportamiento de la mezcla en el rehervidor.
HM – Deshidratación.
Efecto de la presión sobre el punto de burbujeo.
Diagrama CO2/Agua.
Comportamiento del sistema en el tope del regenerador.
Ej. Cambios de presión en el sistema, impacto.
La solución se ensucia con petróleo.
8. Plantas de amina
Principales equipos de la planta. Anal fallas.
Separador. Anal fallas.
Análisis del separador de entrada.
Partes del separador.
Diferentes tipos de separadores.
Diseño de un separador vertical.
El diagrama de fases en el absorbedor.
Ej. Uso del simulador para diseñar un separador vertical.
Absorbedor.
Características del absorbedor.
Esquema de platos.
Extractor de niebla en el absorbedor.
Comportamiento de los hidrocarburos en el absorbedor.
Comportamiento de la solución en el absorbedor.
Tanque de venteo.
Características del tanque de venteo.
Diseño de un separador trifásico.
Diferentes tipos de separadores.
Regenerador.
Características del regenerador.
Comportamiento de los fluidos en el regenerador.
Diagrama de fases en el regenerador.
Otros equipos.
Intercambiadores de calor.
Filtros.
Mecánicos.
De carbón
Tanque de abastecimiento.
Reclaimer.
9. Diseño de una planta de MDEA+. (Pág. 244 del libro)
Parámetros sobre los cuales se soporta el diseño.
Composición del gas.
Características del gas a la entrada y salida de la planta.
Cantidad de agua en la entrada y en la salida.
Acciones que se deben tomar al efecto.
Ej. Cálculo manual. Características del gas que alimenta la planta.
Revisión de los cálculos mediante el uso del simulador.
Contenido de agua en el gas. Impacto sobre la planta.
Ej. Análisis de alternativas ante los cambios de variables.
El gas entra demasiado caliente.
El gas entra deshidratado.
Tratamiento que se quiere realizar.
Caudal de gas por analizar.
Caudal a condiciones de operación.
Moles de entrada (gas natural, H2S, CO2)
Moles en la salida del absorbedor.
Moles de gas ácido a ser removidos del sistema.
Moles de amina requeridos para el tratamiento.
Tasa másica de la amina.
Cantidad de agua que se debe agregar.
Densidad de la solución.
Caudal de amina.
Razonamiento lógico.
Diámetro del absorbedor.
Caudal de gas a condiciones de operación.
Velocidad del gas dentro de la torre.
Diámetro teórico de la torre.
Diámetro real.
Verificación con diámetro mediante catálogos.
Diámetro del regenerador.
Cantidad de CO2 que se va a retirar.
Cantidad de agua que absorbe el CO2.
Condiciones de P y T de la torre.
Velocidad del gas dentro de la torre.
Diámetro del regenerador.
Reflujo en la planta.
Determinación del reflujo.
Características de la planta:
Influencia de las impurezas.
Procedimiento de arranque de la planta.
Operaciones rutinarias:
Pérdida de agua en la planta.
Remoción de agua en la planta.
Causas de un alto contenido de gas ácido.
Demanda excesiva de calor en el rehervidor.
10. Análisis de fallas en plantas de amina.
Parámetros de importancia.
Pérdidas de la amina.
Degradación de la amina.
Pérdida de agua en la planta.
Remoción de agua.
Cómo localizar fallas en el sistema
Formación de espuma.
Características de los antiespumantes.
Prueba del carácter antiespumante.
Producto fuera de especificaciones
11. Adsorción. Empleo de sólidos para el endulzamiento del gas natural. Diseño de un sistema Sulfatreat.
Cantidad de H2S que se va a retirar del gas.
Tasa másica de H2S
Duración asignada a la camada.
Cantidad de Sulfatreat que se requiere.
Volumen de la camada.
Establecimiento de la razón de esbeltez L/D=4
Diámetro del recipiente.
Velocidad del gas dentro de la camada.
Tiempo de contacto.
Decisión final.
12.- Cierre del curso. Revisión de conceptos aprendidos.
Entrega de diplomas.
Curso: Tratamiento del Gas Natural
Profesor: Marcías J. Martínez
Textos: Ingeniería de gas, principios y aplicaciones, de Marcías Martínez.
Deshidratación del gas natural, versión electrónica.
Endulzamiento del gas natural, versión electrónica.
Nota: a los efectos del curso el participante selecciona uno de los tres libros de texto (Ingeniería de gas, principios y aplicaciones, Deshidratación del gas natural Endulzamiento del gas natural). La empresa puede adquirir los otros títulos, si así lo desea.
DESCRIPCIÓN: El curso de “Tratamiento del gas natural” cubre lo inherente a la deshidratación y el endulzamiento del gas natural. Se inicia con una presentación general sobre el concepto:
¿Qué significa endulzar el gas natural?, límites del tratamiento y análisis de los diferentes procesos que se emplean en la industria del gas.
Al analizar los temas relacionados con la deshidratación se describen de manera general los diferentes procesos que actualmente se emplean y se realizan los cálculos correspondientes a una planta de deshidratación que trabaja con Trietilénglicol. Luego, el profesor se dedica al análisis de las plantas de amina, tomando como punto de soporte la MEA y MDEA+. La primera por ser la más universal y conocida y la segunda por la aceptación que universalmente ha tenido dentro del campo industrial.
El análisis de fallas, tanto en las plantas de amina como en las que emplean glicol, representa un aporte que, en manos de los operadores, los conducen a perfeccionar el funcionamiento de las plantas.
PROGRAMA: Dado que este es el curso que soporta el conocimiento básico que se imparte dentro de la ingeniería de gas, se presenta con lujo de detalles, la información relativa a los temas que de ordinario se cubren en el ejercicio de la profesión.
INTRODUCCIÓN AL CURSO.
Significado. Aspectos que cubre el tratamiento.
Razones por las cuales se debe tratar el gas.
Secuencia del tratamiento lógico.
Variables que afectan el tratamiento del gas natural. (Presión, temperatura composición y velocidad).
COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL. IMPACTO SOBRE EL DISEÑO.
Representatividad de la muestra.
Contenido de impurezas.
Presencia de CO2, H2S y otros componentes sulfurados.
Análisis breve de una planta de aminas
CONTENIDO DE AGUA EN EL GAS NATURAL
Punto de rocío con respecto al agua.
Diferentes métodos para determinar el contenido de agua.
Breve descripción de una planta que trabaja con glicol.
Comportamiento en una planta de deshidratación.
Agua que absorbe el gas. Impacto sobre una planta de aminas.
Acciones y contaminantes que dañan el glicol.
CONTENIDO DE HIDROCARBUROS PESADOS.
Contenido de líquidos en el gas natural (GPM).
Componentes pesados en la muestra de gas.
Importancia sobre el diseño y la operación del sistema.
Concepto punto de rocío a los hidrocarburos.
Separación instantánea de las mezclas de hidrocarburos.
Cálculo del “flash”.Aplicaciones.
PLANTAS DE DESHIDRATACIÓN QUE TRABAJAN CON GLICOL.
Contenido de agua en el gas de alimentación vs gas tratado.
Preparación del gas para la satisfacción de las necesidades.
Opciones de deshidratación según las necesidades del proceso.
Análisis de las plantas más comunes en los procesos de deshidratación. Equipos principales.
Condiciones que deben satisfacer para lograr el trabajo eficiente.
Diseño de una planta de deshidratación que trabaja con TEG..
Análisis de los equipos principales de la planta.
Nuevos procesos que se emplean para deshidratar el gas.
Análisis de fallas en el subsistema de deshidratación.
Gas en especificaciones.
Gas fuera de especificaciones.
Plantas de adsorción.
Análisis de una planta de deshidratación que trabaja con tamices moleculares.
PROCESOS DE ENDULZAMIENTO.
Diferentes procesos de endulzamiento. Análisis. Selección.
Características fundamentales de una planta de endulzamiento.
Principales equipos de la planta. Función de c/u. de ellos.
Condiciones normales de operación.
El gas dentro de las especificaciones del proceso. Componentes ácidos.
La mala práctica en la operación de la planta de aminas.
Diseño de una planta de amina. Aspectos fundamentales del diseño.
Análisis de fallas en una planta de aminas.
Proceso SulfaTreat. Análisis y diseño.
Análisis comparativo con las plantas de amina.
ASPECTOS INHERENTES A LA PROTECCIÓN AMBIENTAL Y LA SEGURIDAD.
Seguridad y ambiente con relación a las plantas de endulzamiento.
Seguridad y ambiente con relación a las plantas de deshidratación.
Curso: Cálculo de Tuberías y Redes de Gas. Flujo Monofásico
DESCRIPCIÓN: Este es un curso eminentemente aplicado al diseño de tuberías y redes de gas, flujo monofásico. Se comienza con un análisis conceptual de lo que es una tubería o una red de gas, continuando con todo lo inherente a las diferentes fórmulas que se emplean para diseñar tuberías de gas. Progresivamente los sistemas se van complicando con tuberías paralelas, diseño de lazos, estrangulamientos del caudal por la instalación de tuberías más pequeñas, etc. A medida que se complican los diseños se transforman en redes de gas. A partir de ese momento los cálculos se enfocan como redes de gas, flujo monofásico. Todo lo relacionado al flujo multifásico se cubre en cursos de niveles más avanzados, tomando éste como soporte del conocimiento que sigue.
El análisis de las redes trata las diferentes variedades que se puedan encontrar en el campo:
Redes sencillas de una sola malla y una fuente, redes complejas con una o varias fuentes, redes abiertas o de espina de pescado, combinaciones de redes abiertas y cerradas, etc., cuya solución se inicia mediante cálculos manuales y, posteriormente, se analizan con el apoyo del simulador PIPENET.y GASNET, propiedad de la empresa ICONSA. Durante el curso se van desarrollando modelos comparativos entre los dos simuladores vs el comportamiento de los fluidos en el campo.
Cuando los participantes presentan modelos de campo con datos fehacientes, se puede intentar el desarrollo de un problema aplicado en el cual se detectan los cuellos de botella que por lo general se consiguen.
Para utilizar los simuladores GASNET Y PIPENET es necesario contar con los computadores que, a su vez, deben tener una disquetera convencional que se emplea para colocar la llave del simulador. La llave luce como un disquete convencional pero no se puede copiar. Al intentar copiarla se destruye.
Profesor: Marcías J. Martrínez
Texto: Cálculo de tuberías y redes de gas, de Marcias Martínez.
PROGRAMA:
INICIACIÓN DEL CURSO.
Objetivos.
Las tuberías y redes de gas.
Su importancia en la industria del gas.
Flujo monofásico en tuberías.
Importancia de los depósitos de líquido en las tuberías.
Metodología para verificar el aprendizaje: ¿Qué aprendiste hoy?
Proyecto de fin de curso.
LA ECUACIÓN GENERAL DE FLUJO DE GAS EN TUBERÍAS.
Parámetros.
Significado del término (P/Z)2.
Ejercicio de cálculo.
EL FACTOR DE FRICCIÓN Y EL FACTOR DE TRANSMISIÓN.
Diferentes tipos de ecuaciones.
Ecuación de Weymouth.
Ecuación de Pole.
Ecuación de Panhandle
Ejercicio con una ecuación diferente para cada participante.
Ejemplo de cálculo.
Cálculo manual.
Uso de las tablas del libro.
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DE DESCARGA.
Ejemplo de cálculo.
Comportamiento de la presión en una tubería.
Distribución vs. recolección.
Solución del ejercicio asignado. Comparación de logros por los diferentes equipos.
Cálculo del diámetro de una tubería.
Espesor de pared en una tubería.
Agregar al simulador el cálculo del espesor de tuberías y recipientes.
Selección de la tubería.
Sustitución de una tubería por varias de diferente diámetro.
Ejercicio de aplicación.
Distribución del caudal entre las diferentes tuberías.
Concepto de diámetro equivalente.
Ejercicio de aplicación.
Interpretación del concepto.
§ Concepto. Flotabilidad de una tubería.
Deposición de líquidos en la tubería.
Solución del ejercicio anterior con el PIPENET.
Establecimiento de un lazo a una tubería existente,
Definición conceptual.
Ejemplo de cálculo.
Posición del lazo en la tubería.
Impacto sobre el comportamiento de las presiones.
USO DEL SIMULADOR GASNET.
Descripción del programa
Secciones que se utilizarán en este módulo.
Cálculo de un ejemplo con el simulador TUBERÍAS.
Determinación del caudal, diámetro y presiones.
Uso del simulador para determinar la cantidad de líquido que se acumula en la tubería.
Ejercicio de cálculo.
Cálculo de una red lineal con el empleo del GASNET.
Ejercicio de cálculo.
REDES DE GAS.
Redes malladas.
Definición conceptual.
Determinación del ajustador del caudal.
Cierre manual de una red mallada.
EMPLEO DEL GASNET, PARA VERIFICAR EL CIERRE DE LA RED.
Red cerrada de una fuente y una sola malla.
RED DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL.
Cierre progresivo de la red hasta convertirla en una red mallada
Cambio de los diámetros principales.
Modelo óptimo económico.
RED CERRADA DE DOS MALLAS Y UNA SOLA FUENTE.
Análisis del problema.
Solución del ejercicio con el empleo del GASNET.
SOLUCIÓN DE UNA RED COMPLEJA.
Análisis del problema.
Determinación de los cuellos de botella.
Eliminación progresiva de los cuellos de botella.
SIMULADOR PIPENET.
Características, modo de usarlo.
Introducción de una red ramificada, sencilla.
Cambio de los parámetros.
Introducción de una red cerrada, simple.
Uso de las diferentes ecuaciones.
APLICACIONES DEL PIPENET, CON REDES SENCILLAS.
Serie de ejercicios:
Verificar con presiones y caudales vs. el valor de la eficiencia.
REDES MALLADAS.
Descripción de la red.
Significado de la descarga por los nodos.
Nodo, tramo, fuente, insumo,
Deducción del ΔQo.
Ejercicio de cálculo.
Aplicación del GASNET y del PIPENET.
Solución de una red compleja por los participantes.
Cierre del curso.
Entrega de diplomas.
Curso de Diseño Conceptual de Separadores
DURACIÓN: 40 horas (una semana).
PROFESOR: Marcías J. Martínez.
TEXTO: Diseño conceptual de separadores, de Marcías Martínez.
La información adicional que requiera, puede solicitarla a través:
- Correo electrónico: iconsa@cantv.net
- Teléfonos: 58-261- 7928482
- Celular: 58-414-3612613
1. Descripción del curso:
El curso referido al diseño conceptual de separadores comienza con todo lo relacionado con estos recipientes, lo cual se compara con el diseño de torres de fraccionamiento y el de plantas de extracción.
Cubre lo relativo al comportamiento de los hidrocarburos en los recipientes que, en la industria del petróleo y del gas natural se utilizan para aislar las diferentes fases: agua, petróleo y gas.
Comienza con un análisis preliminar sobre las razones que obligan a emplear este tipo de recipientes. Se analizan los diferentes parámetros que intervienen en el diseño y el efecto de las variables, empezando por la composición de los fluidos, la presión y la temperatura.
Los primeros diseños se hacen con separadores verticales. Este modelo sirve de ejemplo, por cuanto es el más sencillo y más fácil de calcular y de dimensionar. Un ejercicio de cálculo resuelto manualmente ofrece la garantía de cómo hacerle el seguimiento a los resultados que, posteriormente, presenta el simulador.
Luego, se comienza con el uso de los simuladores y se analiza la manera de introducirle la información al programa. El participante se orienta con la información que presenta el profesor en su computador y verifica los resultados que se obtienen por esta vía para compararlos con las cifras obtenidas manualmente.
Posteriormente es conveniente hacer un estudio de sensibilidad de los separadores y el impacto al cambiar cada una de las variables. En ocasiones la gente se sorprende cuando observa el efecto de alguno de los parámetros que consideraba poco efectivos.
El curso continúa con el diseño de separadores horizontales bifásicos, después de lo cual es posible comparar el impacto económico en la selección de uno y otro equipo (vertical u horizontal)
En lo referente al diseño de separadores, la parte más compleja se refiere a los modelos horizontales trifásicos, en los cuales el tamaño de la partícula interviene en forma determinante. No siempre los participantes muestran interés en desarrollar manualmente este tipo de problemas, no obstante, con los conocimientos básicos impartidos y el apoyo del simulador se puede obtener la confianza necesaria para decidir en lo relativo al diseño, selección y adquisición de los equipos.
Luego se analiza el comportamiento de los fluidos en una torre de fraccionamiento, estudiando los diferentes parámetros que intervienen en el proceso. El estudio de una planta de fraccionamiento, haciendo énfasis en el comportamiento de los fluidos sirve de bases para comparar detenidamente la diferencia entre el separador y el trabajo que realiza la planta.
El estudio detallado de una planta de extracción, sirve de modelo para la toma de decisiones. En esta parte, el tema alcanza el mayor nivel de desarrollo en el estudio de estas plantas. El ingeniero interpretará la complejidad de los resultados y la necesidad de entender el proceso, debido al impacto económico que ello representa.
2. PROGRAMA:
2.1 Qué es un separador. Diferentes tipos de separadores.
Partes de un separador. ¿Cómo se enfoca el diseño?
Parámetros que intervienen en el diseño de un separador.
Diferencia entre un separador y una torre de fraccionamiento.
Características de los hidrocarburos que llegan al separador. Separación de la mezcla en la unidad.
2.2 Comportamiento de los hidrocarburos.
Conceptos claves en la separación: separación instantánea, punto de rocío y de burbujeo. Aplicaciones en el diseño de un separador y de una torre de fraccionamiento.
El diagrama de fases en la unidad. Aplicaciones. Caso de un separador. Caso de una torre de fraccionamiento. Aplicaciones en la planta de extracción.
Optimización del diseño.
2.3 Normativa para el diseño de separadores.
Análisis conceptual del diseño de un separador.
Normativa de PDVSA para el diseño de estos recipientes.
Comparación de resultados con el empleo de otras normas.
Normas vs. las alternativas de fabricación que se emplean.
2.4 Diferentes tipos de separadores.
Requerimientos. Aplicaciones.
Vorticismo. Efectos sobre la separación de los fluidos.
2.5 Diseño de separadores verticales bifásicos.
Ejercicio manual, cálculo de los principales parámetros que intervienen en el diseño conceptual de un separador vertical bifásico.
Normativa para el diseño de separadores.
Revisión de resultados mediante el uso de simuladores. Sensibilidad.
2.6 Diseño de separadores horizontales bifásicos.
Parámetros que intervienen en el diseño y operación del separador horizontal bifásico.
Distribución de la sección transversal para el gas y el líquido
Secuencia del diseño y operación.
¿Cuándo se selecciona un separador vertical y horizontal?
Análisis económico de la decisión.
Separador horizontal vs. Separador vertical.
2.7 Características de los separadores trifásicos. Ejemplos de cálculo.
Uso del simulador para verificar el comportamiento de este tipo de unidades.
Estudio de la sensibilidad al cambiar los parámetros representativos.
2.8 Diferentes tipos y modelos de separadores:
El separador gravitacional.
Separador compacto. Variables que intervienen en el proceso.
Separadores ciclónicos. Elementos internos del separador ciclónico.
OPCIONAL: DIFERENCIAS ENTRE UN SEPARADOR Y UNA TORRE DE FRACCONAMIENTO.
2.9 El fraccionamiento del gas natural en una planta.
Composición que alimenta la planta vs. Necesidades del mercado.
Diferentes torres en una planta de fraccionamiento.
Diseño de una torre. Parámetros principales.
Análisis de fallas en plantas de extracción.
Plantas de extracción de líquidos del gas natural.
Análisis y seguimiento de una planta de extracción.
Comportamiento termodinámico de los fluidos en una planta de extracción.
El diagrama de fases. Su importancia en el diseño de una planta de extracción.
Curso de Extracción y Fraccionamiento.
DURACIÓN: 40 horas (una semana).
PROFESOR: Marcías J. Martínez.
TEXTO: El diagrama de fases, un lenguaje en la industria del gas natural (Fraccionamiento), de Marcías Martínez.
La información adicional que requiera, puede solicitarla a través:
- Correo electrónico: iconsa@cantv.net
- Teléfonos: 58-261- 7928482
- Celular: 58-414-3612613
Descripción: se trata del curso más avanzado de la serie, dedicado al análisis, diseño y operación de las plantas de extracción y fraccionamiento. Para aprovechar el entrenamiento los participantes deberían haber asistido a los cursos anteriores y disponer de los conocimientos básicos inherentes a la composición y el comportamiento de los fluidos.
Se comienza con el estudio de la composición y el fraccionamiento de la misma; despejando las interrogantes que surgen cuando el ingeniero pone de relieve la amortización de la inversión que realiza y la manera como debe hacer el trabajo para recuperar lo invertido en el menor tiempo posible.
Al estudiar una de las torres de fraccionamiento aparecen en primer plano una serie de parámetros y términos que se deben conocer a la perfección, los cuales se deben estudiar y calcular hasta la obtención de los modelos que se toman como ejemplo de cálculo al estudiar el comportamiento de las plantas.
Aquí es indispensable saber diferenciar un separador, con todos los elementos fundamentales de su diseño, de una torre de fraccionamiento.
Antes… la composición de los fluidos y la manera como se va a dividir la mezcla es la base para determinar la composición de los productos del tope y la composición del fondo, así como, los parámetros de operación (presión y temperatura) del tope, del fondo de la torre y las características de la alimentación. Todos estos parámetros se encadenan para que los resultados sean los que se esperan al hacer el diseño.
Obviamente, de las condiciones del diseño y de su pleno conocimiento, se obtienen las características generales que se deben respetar en la operación normal de la planta.
Programa del Curso de Extracción y Fraccionamiento:
1.- Introducción al curso.
Temas por tratar.
Material que han de recibir los participantes.
Diccionario. Términos, parámetros.
Breve descripción de una planta de fraccionamiento.
Un ejercicio diario.
¿Qué aprendiste hoy?
Ejerc. Caudal a condiciones reales y a condiciones operacionales. Impacto sobre el diseño.
2.- Concepto: separación de las mezclas de hidrocarburos.
¿Por qué y para qué se fracciona?
Diagrama sobre el recorrido del gas desde el subsuelo hasta la planta de fraccionamiento.
Ejerc. Balance de materiales en una torre de fraccionamiento.
3.- Importancia de la composición de la mezcla que se va a fraccionar.
Uso de los diversos componentes.
Diferencia conceptual entre separación y fraccionamiento de la mezcla.
El concepto de C3+, de C7+
Ejerc. Separación progresiva hasta dejar el producto del fondo sin pentano. (Programita)
4.- Procesos de preparación de la mezcla para someterla al fraccionamiento.
Eliminación de impurezas en el separador.
Diferentes tipos de separadores y filtros para hacer el trabajo.
Ejerc. Diseño del tope del separador.
Diseño del tope de la torre.
5.- Eliminación del agua por absorción.
Análisis breve de una planta de absorción con TEG.
Revisión del término: absorbedor.
Ejercicio. Kremser Brown. Cantidad de líquido absorbente.
a) en el caso de la deshidratación.
6.- Eliminación del CO2 y del H2S por absorción.
Presentación de una planta de aminas.
Ejerc. Cantidad de amina requerida para retirar el gas ácido.
7.- Plantas de “dew point”.
Absorción de la gasolina contenida en el gas natural.
Ejerc. Cantidad de querosén que se requiere para absorber el gas.
8- Empleo del flash para separar la mezcla.
Variación de la presión a temperatura constante (una batería de separadores)
El concepto presión de vapor en el separador.
Ejercicio. Cálculo de la presión de vapor del líquido que se aísla.
9.- El diagrama de fases como soporte del diseño
Fundamentos. Punto de rocío. Punto de burbujeo. Ejercicios de aplicación.
El concepto equilibrio de fases. Plato teórico. Plato real.
Cambio de la composición desde el plato de carga hacia abajo. Ejercicios.
El concepto de un “plato a plato”. Seguimiento.
El diagrama de fases en cada uno de los puntos notables de la torre.
Comparación con este mismo hecho en un separador.
Secuencia de los diagramas en cada una de las torres.
Otras aplicaciones del diagrama de fases en la industria del gas.
10.- El concepto: torre de fraccionamiento.
¿Cómo se fracciona una mezcla de hidrocarburos?
Análisis del gas que alimenta la planta.
Concepto de presión de vapor en el fondo de la torre.
Composición interna de la torre.
Una visión a la estructura interna de la torre.
Torres empacadas.
Torres de platos. Diferentes tipos de platos en las torres.
11.- Plantas de fraccionamiento.
Funcionamiento interno de una torre.
Parámetros fundamentales que intervienen en la decisión.
Análisis de una planta de fraccionamiento.
Secuencia del fraccionamiento. Alternativas.
Seguimiento a una planta existente. Productos.
Composición. Condiciones de presión y temperatura en la torre.
Ejercicios.
Cálculo de las condiciones de entrada a la torre.
Parámetros de operación en el tope y el fondo de la torre.
12.- Análisis y seguimiento a una planta de Extracción.
Descripción general, objetivos, funciones.
Comportamiento de los fluidos dentro de la planta
Eficiencia de la instalación.
13.- Análisis y balance termodinámico en la torre.
Importancia del medio utilizado para el enfriamiento del reflujo.
Temperatura del tope de la columna.
Temperatura en el plato de alimentación.
Temperatura del fondo de la columna.
Comportamiento de los fluidos a nivel de un plato.
14. Métodos cortos.
Métodos cortos para calcular el número de platos.
Relación número de platos vs. reflujo en el tope de la columna.
Reflujo mínimo por el método de Underwood.
Método de Gilliland para el reflujo vs. el número de platos.
Método de Mc Cabe Thiele para calcular el número de platos.
Eficiencia total de la torre.
Ubicación del plato de carga.
Diámetro y longitud de la columna.
15.- Problemas operacionales en la operación de una planta.
16. Cierre del Curso.