Autores: Cristina Gonzalez Guerra Ulises Verde Jiménez
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EFECTOS DE LOS SECUESTRANTES DE H2S EN EL TAPONAMIENTO DE LOS FILTROS DE ENTRADA DE LA PLANTA DE COMPRESION DE GAS MP, UBICADA EN EL COMPLEJO DE EXTRACCION JUSEPIN, ESTADO MONAGAS, VENEZUELA. Autores: Cristina Gonzalez Guerra Ulises Verde Jiménez WILPRO ENERGY SERVICES LTD 1
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WILPRO ENERGY SERVICES LTD. EFECTOS DE LOS SECUESTRANTES DE H 2 S EN EL TAPONAMIENTO DE LOS FILTROS DE ENTRADA DE LA PLANTA DE COMPRESION DE GAS MP, UBICADA EN EL COMPLEJO DE EXTRACCION JUSEPIN, ESTADO MONAGAS, VENEZUELA. Autores: Cristina Gonzalez Guerra Ulises Verde Jiménez. Contenido:. - PowerPoint PPT Presentation
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EFECTOS DE LOS SECUESTRANTES DE H2S EN EL TAPONAMIENTO DE LOS FILTROS DE ENTRADA DE LA
PLANTA DE COMPRESION DE GAS MP, UBICADA EN EL COMPLEJO DE EXTRACCION JUSEPIN, ESTADO
MONAGAS, VENEZUELA.
Autores:Cristina Gonzalez GuerraUlises Verde Jiménez
WILPRO ENERGY SERVICES LTD
1
Contenido:
Ubicación.
Descripción del proceso de Planta.
Descripción de la muestra y desarrollo de los análisis.
Resultados.
Conclusiones.
2
Ubicación
Maturín
Maracaibo
El TejeroEl Furrial
Caracas
Jusepín
3
Fronteras del proceso de planta
Planta MP
Gas de Módulos de producción
Cliente Externo
Gas hacia Criogénico
Cliente Externo
4
ESD-971 ESD-012
V-201
ESD-013
K-201
F-201
HV024B
HV024C
C-201A
C-201B
C-201C
C-201D
C-201E
C-201F
V-206
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
3era Etapa
2da Etapa
1era Etapa
V-301
ACOGAS
MUSCAR
HV1016
V-214
K-301
CONDENSADO
GAS
AGUA
Z-201
V-202
ESD-1008
ESD-1007ESD-1007
ESD-001
ESD-011
Descripción del proceso de Planta
Gas de entrada
5
Filtros de entrada a Planta
TIPO: Filtro separador horizontal.PRESION DE OPERACION: 80 – 120 PSIGPRESION DE DISEÑO: 155 PSIGTEMPERATURA DE OPERACION: 90 – 130 FTEMPERATURA DE DISEÑO:180 FΔ P PERMISIBLE: 2 – 4 PSIGEFICIENCIA: 99.5% para particulas mayores a 5 μ.LONGITUD: 14 PIESDIAMETRO: 60 PULGADASMEDIO FILTRANTE: cartucho de fibra.NUMERO DE ELEMENTOS FILTRANTES: 51
6
La muestra identificada correspondió a un semisólido heterogéneo conformado por una porción líquida de color amarillo intenso y una porción semi-sólida de color negro. La muestra presentó olor a amoníaco, característico de compuestos nitrogenados.
Descripción e identificación de la muestra
7
Descripción e identificación de la muestra
8
Imágenes de los filtros impregnados del producto a caracterizar
Tolueno Cloroformo Metanol
%p Solubles 100,0 100,0 29,1
%p Insolubles 0,0 0,0 70,9
Pruebas de Preliminares
La muestra resultó completamente soluble en solventes de mediana polaridad como el tolueno y el cloroformo.
Alto contenido de material volátil presente en la misma (aprox. 94 %p de la muestra se pierde por volatilidad), lo que indica un alto contenido de agua.
Composición, %p
Humedad y Volátiles 93,6
Material Seco
Fracción de Soluble en Metanol
Fracción de Insoluble en Metanol
6,4
1,9
4,5
9
Prueba de solubilidad
Prueba de fraccionamiento
Procedimiento de analisis de la muestra
10
FT-IR,RMN 1H y 13C
FT-IR, CG/MS,RMN 1H y 13C
Fracción Soluble en Metanol
Fracción Insoluble en Metanol
Muestra Problema
Extracción con metanol
Caracterizacion Espectroscopica de la fraccion de solubles en Metanol
Banda de absorción (cm-1)
Asignación
3404 Grupos hidroxilos OH y/o N-H
2950-2850 Estiramiento C-H de los grupos CH2 y CH3
1656 Estiramiento grupos carbonilos C=O de amidas cíclicas (lactamas) y carbamatos
1386 Estiramiento C-N de aminas cíclicas
1327 Tensión C-N de lactamas (C=O)-NHR
1323 Estiramiento de C-N de lactamas
Espectro de IR
O || [ H2N – C – O ] -
Carbamatos
12
Mecanismo de formacion del ion Carbamato y de lactamas
EtanolaminaIon Carbamato
13
En presencia de un grupo acido una amina se cicla formando unaAmida cíclica.
Caracterizacion Espectroscopica de la fraccion de solubles en Metanol
Comparación del espectro de la muestra con el espectro de la etanolamina, observándose una gran similitud.
Espectros de IR
14
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 ppm
32.98
40.07
41.58
43.19
44.00
44.37
46.23
46.84
48.92
49.22
50.67
51.58
51.87
53.70
55.58
56.02
56.95
57.64
58.65
59.09
59.76
60.17
60.48
60.70
61.32
62.53
62.94
65.34
72.88
83.84
87.85
120.73
122.60
147.84
164.44
165.36
165.73
166.44
167.70
170.63
196.87
Current Data ParametersNAME afm300EXPNO 22PROCNO 1
F2 - Acquisition ParametersDate_ 20070519Time 16.44INSTRUM spectPROBHD 5 mm QNP 1H/1PULPROG zgpg30TD 65536SOLVENT D2ONS 800DS 4SWH 18832.393 HzFIDRES 0.287360 HzAQ 1.7400308 secRG 13004DW 26.550 usecDE 6.00 usecTE 296.2 KD1 2.00000000 secd11 0.03000000 secDELTA 1.89999998 secTD0 1
======== CHANNEL f1 ========NUC1 13CP1 6.70 usecPL1 5.00 dBSFO1 75.4760200 MHz
======== CHANNEL f2 ========CPDPRG2 waltz16NUC2 1HPCPD2 100.00 usecPL2 0.00 dBPL12 19.17 dBPL13 19.00 dBSFO2 300.1312005 MHz
F2 - Processing parametersSI 32768SF 75.4677537 MHzWDW EMSSB 0LB 2.00 HzGB 0PC 1.40
afm300
Las señales mas intensas del espectro corresponden a monoetanol amina (MEA). Se observa un grupo de señales entre 33-88 ppm, que se pueden asignar a carbonos unidos a nitrógenos y oxigeno de alcanol amina y sus productos de degradación; tales como, oxazolidonas e imidazolidonas. Las señales más intensas a 41,6 y 59,1 se pueden asignar a los grupos NH2CH2- y HOCH2- de la monoetanolamina (MEA), respectivamente. También se pueden observar señales minoritarias de trietanolamina (TEA) y dietanolamina (DEA).
Caracterizacion Espectroscopica (RMN 13C) de la fraccion de solubles en Metanol
H2NCH2CH2OH
IMIDIZOLINAS:
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NH O
O
NH O
O
41,5 41,5
167,3
NH NCH2CH2OH
O
NH NCH2CH2OH
O
38,3 47,0*
165,9
46,8* 60,0*
IMIDAZOLIDONA
OXAZOLIDONAS:
42,0 61,4
N(CH2CH2OH)3
57,1 59,5
MEA TEA
N(CH2CH2OH)2
51,3 60,5
DEA
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
ETANOLAMINAS:
H2NCH2CH2OH
IMIDIZOLINAS:
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NH O
O
NH O
O
41,5 41,5
167,3
NH NCH2CH2OH
O
NH NCH2CH2OH
O
38,3 47,0*
165,9
46,8* 60,0*
IMIDAZOLIDONA
OXAZOLIDONAS:
42,0 61,4
N(CH2CH2OH)3
57,1 59,5
MEA TEA
N(CH2CH2OH)2
51,3 60,5
DEA
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
ETANOLAMINAS:
15
Mecanismo para la formacion de la Oxazolidona via ion Carbamato
EtanolaminaIon Carbamato
16
Caracterizacion Espectroscopica (RMN 1H ) de la fraccion de solubles en Metanol
H2NCH2CH2OH
IMIDIZOLINAS:
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NH O
O
NH O
O
41,5 41,5
167,3
NH NCH2CH2OH
O
NH NCH2CH2OH
O
38,3 47,0*
165,9
46,8* 60,0*
IMIDAZOLIDONA
OXAZOLIDONAS:
42,0 61,4
N(CH2CH2OH)3
57,1 59,5
MEA TEA
N(CH2CH2OH)2
51,3 60,5
DEA
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
ETANOLAMINAS:
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ppm
1.90
2.47
2.53
2.68
2.86
3.16
3.18
3.26
3.48
3.57
3.58
4.12
4.17
4.76
7.41
7.79
7.92
8.27
2.93
6.06
3.37
14.7
0
1.00
Current Data ParametersNAME afm300EXPNO 11PROCNO 1
F2 - Acquisition ParametersDate_ 20070519Time 16.29INSTRUM spectPROBHD 5 mm QNP 1H/1PULPROG zg30TD 65536SOLVENT D2ONS 80DS 2SWH 6172.839 HzFIDRES 0.094190 HzAQ 5.3084660 secRG 20.2DW 81.000 usecDE 6.00 usecTE 296.2 KD1 1.00000000 secTD0 1
======== CHANNEL f1 ========NUC1 1HP1 11.00 usecPL1 0.00 dBSFO1 300.1318534 MHz
F2 - Processing parametersSI 32768SF 300.1300125 MHzWDW EMSSB 0LB 0.30 HzGB 0PC 2.00
afm300
NH
N
a
a
b
b
b
2HN-CH2-
HO-CH2-
H2NCH2CH2OH
IMIDIZOLINAS:
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NCH2CH2OH
N
NCH2CH2OH
N127,3
N
N
N
N
119,2168,4
47,6 58,8
NOH
N
N
N118,9
118,5
164,4OH 135,5121,8
121,9
NH O
O
NH O
O
41,5 41,5
167,3
NH NCH2CH2OH
O
NH NCH2CH2OH
O
38,3 47,0*
165,9
46,8* 60,0*
IMIDAZOLIDONA
OXAZOLIDONAS:
42,0 61,4
N(CH2CH2OH)3
57,1 59,5
MEA TEA
N(CH2CH2OH)2
51,3 60,5
DEA
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
NHOCH2CH2
O
O 170,6
63,3
79,644,860,3
ETANOLAMINAS:
17
Al evaluar el análisis de GC/MS, se detectan señales asociadas a diversos compuestos. Entre ellos se pueden señalar: azufrados, aminas y alcanos.
Caracterizacion Espectroscopica de la fraccion de solubles en Metanol
GC/MS
18
Caracterizacion Espectroscopica de la fraccion de solubles en Metanol
5.40 5.80 6.20 6.60 7.00 7.40 7.800
200400600800
100012001400160018002000220024002600
Tiempo (min.)
Abundancia
I on 87.00Ion 87.00
Ion 72.00Ion 72.00
O NH
O
O NH
5.40 5.80 6.20 6.60 7.00 7.40 7.800
200400600800
100012001400160018002000220024002600
Tiempo (min.)
Abundancia
I on 87.00Ion 87.00
Ion 72.00Ion 72.00
O NH
O
O NH
En cuanto a los compuestos del grupo de las aminas, se observo en el extracto la oxazolidina y 2 oxazolidinona, cuyos espectros se muestran en la figura
19
22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 780
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
26000
m/z
Abundancia42
72
44
30 40 7438 51 6946 615436
32
22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 780
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
26000
m/z
Abundancia42
72
44
30 40 7438 51 6946 615436
32
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 900
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
m/z
Abundancia
87
59
42
30835740 7146 55
O NH
O
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 900
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
m/z
Abundancia
87
59
42
30835740 7146 55
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 900
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
m/z
Abundancia
87
59
42
30835740 7146 55
O NH
O
Espectro de masa de oxazolidina
Caracterizacion Espectroscopica de la fraccion de solubles en Metanol
20
Espectro de masa de 2 oxazolidinona
Caracterizacion Espectroscopica de la Fraccion de Insolubles en Metanol
738,
80
868,
0293
5,6110
93,2
3
1118
,07
1237
,94
1376
,29
1457
,80
1608
,3416
53,0
817
22,3
1
2853
,75
2923
,46
2961
,54
3400
,55
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
%Tr
ansm
ittan
ce
1000 1500 2000 2500 3000 3500
Wavenumbers (cm-1)
Espectro de IR
Banda de absorción (cm-1)
Asignación
3404 Grupos hidroxilos OH y/o N-H, humedad.
2950-2850 Estiramiento C-H de los grupos CH2 y CH3
1656 y 1608 Grupos carbonilos C=O de amidas cíclicas (lactamas) y carbamatos
1376 C-N-C de aminas cíclicas
1323 Estiramiento de C-N de lactamas
O || [ H2N – C – O ] -
Carbamatos
21
Reacciones de Degradación :
Reacciones de degradación de las aminas primarias y secundarias en presencia de CO2, O2, CS2 y COS a altas temperaturas las más Importantes:
Amina + CO2→oxazolidona
Amina (primarias) MEA+ COS→ tiocarbamatos de aminaAminas + CS2 → sales de amonio del acido carbamicoAminas + O2 → Imidazolidona
Estos productos de degradación al ser menos básicos que las Aminas, disminuyen la efectividad de las mismas.
Se conoce que este tipo de reacciones ocurren principalmente en las plantas de Aminas, donde se han reportado formación de residuos y espumas que producen finalmente taponamientos
Compuestos de degradacion de Alcanolaminas
22
No. Compuesto Nombre Fórmula química
1 N-Formiletanolamina C3H7NO2
2 N-Acetiletanolamina C4H9NO2
3 2-Oxazolidona C3H5NO2
4 N-hidroxietil-succinimida C6H9NO3
5 N-(2-Hidroxietil)-lantanamida C5H11NO3
6 1-Hidroxietil-3-Homopiperazina C7H14N2O2
7 1-(2-hidroxietil)-2-Imidazolidinona C5H10N2O2
8 1-Hidroxietil-2-Piperazinona C6H12N2O2
9 4-Hidroxietil-2-piperazinona C6H12N2O2
10 3-Hydroxietilamino-N-Hidroxietilpropanamida C7H16N2O3
11 2-hidroxietilamino-N-Hidroxietilacetamida. C6H14N2O3
Compuestos de degradacion de Alcanolaminas
23
Conclusiones
-De acuerdo a lo mostrado en este estudio se evidencio que el taponamiento por degradación de aminas, pueden ocurrir en gasoductos.
24
-La caracterización y separación del deposito indico que esta constituido por 92,2% p/p de agua y elementos volátiles. La porción orgánica corresponde al 6,4% p/p.
-La caracterización de la fracción orgánica por las técnicas espectroscópicas de IR, GC/MS y RMN de 1H y 13C., mostro que esta fracción esta compuesta mayoritariamente por monoetanolamina (MEA), y sus productos de degradación, tales como ozaxolidonas, imidazolidonas.
-También se identificaron señales correspondientes a compuestos de imidazolinas.
-Los fenómenos de espumación y taponamientos han sido observados en las plantas de aminas.
GRACIAS POR SU ATENCION !
25
