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Tema:
Mejoras en los procesos Criogénicos
24-26 enero 2018
Villahermosa, tabasco
Parque Tabasco Dora Maria
“Sustentabilidad Energética”
Abasto, Logística y
Comercialización de
Hidrocarburos y Petrol í feros
Ing. Javier Avila Hernandez
1er Congreso y ExposiciónN a c i o n a l e I n t e r n a c i o n a l
d e
Contenido
I. Introducción
II. Proceso Criogénico
III. Antecedentes
IV. Lavado de turbinas
V. Resultados y beneficios obtenidos
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3
Materias Primas, Logística, Productos y Transporte
3Líquidos Criogénicos (C2+)86 MBPD a Cangrejera
Introducción
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Proceso Criogénico
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Antecedentes
Durante el segundo trimestre del 2016, la planta criogénica 1 presento
una fuerte inestabilidad en los turbocompresores de refrigeración y
residual ocasionando con esto:
• Bajo procesamiento de gas dulce
• Fuertes Eventos de surge en el sistema de refrigeración
• Disparos continuos de los turbocompresores de refrigeración
• Disminución en la recuperación de etano (70%)
COMPRESORES DE GAS
RESIDUAL (VELOCIDAD
NORMAL DE OPERACIÓN)
COMPRESORES DE GAS
RESIDUAL
REFRIGERACION
(VELOCIDAD NORMAL DE
OPERACIÓN )
REFRIGERACION)
GB-103A 9600 rpm GB-103A 8931 rpm GB-201B 5500 rpm GB-201B 4892 rpm
GB-103B 9600 rpm GB-103B 9216 rpm GB-201R 5500 rpm GB-201R 4960 rpm
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Comportamiento de las Velocidades
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Comportamiento de las Velocidades
Comportamiento de la inestabilidad del turbocompresor de refrigeración
GB-201R.
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UBICACION Ppm Sílice
GB-201R .302
SALIDA GRAL. CONDENSADO
CRIOG. 1.606
SALIDA GRAL. CONDENSADO
FRACC..110
GB-401A FRACC. .287
TV-1 CALDERAS .434
TV-101 CALDERAS .303
TV-115 CALDERAS 3.889
Dentro de las posibles causas que pudieron estar ocasionando esta
disminución en las velocidades de los turbocompresores se tenían las
siguientes:
• Baja eficiencia de las turbinas de vapor
• Mala calidad del vapor
• Baja eficiencia en el sistema de condensado y vacío
• Problemas en el sistema de gobierno y askania de los turbocompresores
• Propano refrigerante fuera de especificación
• Baja velocidad en turbocompresores de gas residual por presionamiento
en el sistema de gas residual.
Al ir descartando las posibles causas se detecto presencia de sílice en el
agua de alimentación a calderas mayor a 3 ppm
Posibles Causas
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Una vez detectado presencia de sílice en el agua de alimentación a
calderas, se reunió el grupo multidisciplinario y se desarrollo un
procedimiento operativo para lavado con condensado caliente de las
turbinas de los compresores de refrigeración y de los compresores de gas
residual.
Este procedimiento consiste en
inundar la turbina con condensado
caliente, estando esta fuera de
operación y con el torna flecha
operando hacer varios ciclos de
lavado monitoreando al inicio y en
cada descarga la presencia del
sílice.
Lavado de turbinas
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0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70
12:20 12:50 18:30 21:45 03:00 06:45 11:15 12:15
COMPORTAMIENTO DE PPM DE SILICE
SILICE
Como se observa en la grafica durante el primer lavado se tiene un
desprendimiento de sílice y se continua lavando hasta que se observe que
no hay mas incremento de sílice durante el lavado
Lavado de turbocompresor GB-201B del sistema de refrigeración.
Lavado de turbinas
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Resultados y beneficios obtenidos
Con el lavado de las turbinas de vapor con condenado caliente se logro
mejorar la recuperación de las plantas criogénicas y se logro manejar
mayor cantidad de gas dulce.
Pero principalmente se eliminaron los fuertes eventos de surge que se
tenían en el sistema de refrigeración ya que era el sistema que mas estaba
siendo afectado. Lo que era un riesgo para el personal y las instalaciones ya
que continuamente se tenían disparos de turbocompresores de
refrigeración
Con las acciones realizadas se logro aumentar la recuperación de etano al
75% (diseño), reducción de mano de obra por parte de mantenimiento ya
que no fue necesario abrir los turbocompresores.
COMPRESORES DE GAS
RESIDUAL (VELOCIDAD
NORMAL DE OPERACIÓN)
COMPRESORES DE GAS
RESIDUAL
REFRIGERACION
(VELOCIDAD NORMAL DE
OPERACIÓN )
REFRIGERACION)
GB-103A 9600 rpm GB-103A 9400 rpm GB-201B 5500 rpm GB-201B 5200 rpm
GB-103B 9600 rpm GB-103B 9300 rpm GB-201R 5500 rpm GB-201R 5200 rpm
Tema:
Mejoras en los procesos Criogénicos
24-26 enero 2018
Villahermosa, tabasco
Parque Tabasco Dora Maria
“Sustentabilidad Energética”
Abasto, Logística y
Comercialización de
Hidrocarburos y Petrol í feros
M.C Gimel Alberto Gamboa Jiménez
1er Congreso y ExposiciónN a c i o n a l e I n t e r n a c i o n a l
d e
Contenido
I. Introducción
II. Proceso Criogénico
III. Sellos Secos
IV. Beneficios
V. Cálculos de Beneficios
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Tema 1
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Subdirección de Procesos de Gas y Petroquímicos
Complejo Procesador de Gas Nuevo Pemex
Introducción
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AzufreGas Acido
Gas LP
Nafta LigeraCondensados Dulces
Condensado
Amargo
Endulzadoras de gas
Gas
Amargo
Etano (Braskem-IDESA)
Nafta Pesada
Líquidos
Criogénicos
Recuperadoras de azufre
Criogénicas
Endulzadoras de condensados Fraccionadoras
C2+ de Ciudad Pemex
Gas DulceCACTUS
Líquidos
Criogénicos
Gas Natural
PEP
Propano
Introducción
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Introducción
Las plantas Recuperadoras de Etano y Licuables (Criogénicas) fueron diseñadas con
capacidad para procesar 500 MMPCD de Gas Dulce.
Objetivo de las plantas Criogénicas
Diseñadas para recuperar el etano y los licuables contenidos en la corriente de Gas
Dulce, mediante enfriamiento y expansiones sucesivas para así lograr una condensación
parcial del mismo y poder separar mediante fraccionamiento lo que constituirá el gas
residual y la mezcla de etano y licuables.
Se obtienen como productos gas residual de alta
presión, gas residual de baja presión y la corriente de
etano e hidrocarburos más pesados.
El gas residual de alta presión se
comprime hasta una presión máxima de
1,100 Lb/pulg² (77.34 Kg/cm2) man.
para enviarse hacia el gasoducto. La
corriente de etano y licuables sirven de
carga a las Plantas Fraccionadoras.
Sellos Secos
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Beneficios asociados a la rehabilitación y modernización de
turbocompresores del CPG Nuevo Pemex
Cambio de sellos húmedos a sellos secos
Sellos Secos
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El CPG Nuevo Pemex utiliza compresores
centrífugos para el transporte de gas natural.
Los sellos instalados en los ejes rotativos de
estas máquinas evitan que el gas natural de alta
presión escape de la carcasa hacia la atmósfera.
Tradicionalmente estos sellos utilizaban parte
del aceite lubricante a alta presión como una
barrera contra el escape de gas. La sustitución
de estos sellos húmedos (aceite) por sellos
secos (aire o nitrógeno) reduce
significativamente los costos operativos y las
emisiones de hidrocarburos. La mayoría de estas
emisiones ocurren cuando el gas absorbido en la
cara de alta presión del sello se separa del
aceite circulante en los desgasificadores.
Los sellos secos, que utilizan aire o nitrógeno,
emiten menos gas natural, requieren menos
energía, mejoran la eficiencia y la confiabilidad
del compresor y también requieren menos
mantenimiento.
Sellos Secos
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Con el fin de evitar el venteo de vapores de hidrocarburos a la atmósfera en la turbo-
maquinaria, fueron reemplazados los sellos húmedos (aceite) con sellos secos (nitrógeno o
aire) en el Complejo Procesador de Gas Nuevo Pemex.Sellos secos
Una alternativa al sistema de sellos
tradicional (húmedo) es un sistema
mecánico de sellos secos que no utiliza
aceite, sino nitrógeno o aire circulante.
Los sellos secos operan mecánicamente
bajo la fuerza opuesta creada por las
ranuras hidrodinámicas y la presión
estática.Los sellos húmedos utilizan aceite que se
distribuye a alta presión entre tres anillos
alrededor del eje del compresor, formando una
barrera contra la fuga del gas comprimido. El
anillo central está unido al eje de rotación, en
tanto que los anillos laterales están fijos en el
alojamiento del sello, comprimidos contra una
fina capa de aceite que fluye entre los anillos
para lubricar y formar una barrera contra
fugas.
Sellos húmedos
Beneficios
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Beneficios económicos y ambientales
Los sellos secos reducen sustancialmente las emisiones de hidrocarburos. Al mismo
tiempo, reducen los costos operativos y mejoran la eficiencia del compresor. Los
beneficios económicos y ambientales incluyen:
• Emisiones reducidas. Durante el funcionamiento normal, los sellos secos pierden a
un promedio de 0.001 a 0.004 MMCFD cada uno, dependiendo del tamaño del sello y
de la presión operativa. Si bien esto es equivalente a las fugas de un sello húmedo
en la cara del sello, se debe considerar también que los sellos húmedos generan
emisiones adicionales durante la desgasificación del aceite circulante. Los vapores
de hidrocarburos contenidos en el aceite se ventean a la atmósfera, con pérdidas
totales de entre 0.05 y 0.30 MMCFD, dependiendo del tamaño y presión del
compresor.
• Mecánicamente más simples. Los sistemas de sello seco no necesitan componentes
para circular aceite ni instalaciones para tratamiento.
Beneficios
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Beneficios económicos y ambientales
• Consumo de energía reducido. Debido a que los sellos secos no requieren aceite, se
reduce el consumo de energía al utilizar bombas de menor potencia. Los compresores
con sellos húmedos necesitan bombas de 125 hp para elevar a 32 kg/cm2 la presión
del aceite de sello, mientras que con sellos secos se utilizan bombas de 50 hp para
lubricación y gobierno.
• Mayor confiabilidad. Los compresores que utilizan sellos secos tienen menos
componentes auxiliares, lo cual se traduce en una mayor confiabilidad y menores
lapsos de mantenimiento.
• Bajo mantenimiento. Los sistemas de sellos secos tienen costos más bajos que los de
sellos húmedos debido a que no tienen las partes móviles asociadas con la circulación
de aceite, tales como válvulas de control y de alivio.
• No contamina el gas comprimido. La sustitución por sellos secos evitan las
pérdidas de aceite hacia el proceso, evitando así la contaminación del gas
natural.