PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL DE PROCESOS(Video)

INTRODUCCION

La instrumentación y los procesos de control son utilizados en todos los aspectos de la industria del petróleo y del gas ya sea en la producción, procesamiento, almacenamiento o la venta. La instrumentación y el control de proceso juegan un papel importante al garantizar que el flujo, la temperatura, los niveles de los líquidos y la presión estén en las escalas debidas permitiendo que todo funcione lo más segura y económicamente posible.

Las variables del proceso (Process Variables)

Son las partes del proceso que se intentan controlar. Cualquier condición que hace que la variable cambie su punto de ajuste se conoce como perturbación del proceso (Process Upset). En la industria del petróleo y del gas se trata de controlar o manipular uno o más de las siguientes variables:

Presión (Pressure), típicamente se mide con medidores que indican las libras por pie cuadrado o kilo-pascales.

Temperatura (Temperature), se mide en grados ºF o ºC. Los niveles de los líquidos (Level), son medidas absolutas de alturas relativas a

un punto cero. Flujo (Flow), muestra a través de los medidores o graficas la velocidad o volumen

del fluido.

La instrumentación del proceso

Al monitorear y controlar estas variables del proceso, los dispositivos o instrumentos usados tienen dos funciones básicas, las cuales en muchas ocasiones se combinan en un solo aparato.

1. Estos instrumentos miden y muestran el valor de la variable del proceso.2. Luego de comparar las lecturas de las variables del proceso con un valor

predeterminado, estos envían una señal del control a otro elemento en el sistema.

Este elemento por ejemplo podría hacer que la válvula se abra o cierre o que un elemento que genere calor aumente o baje la temperatura para hacer que la variable del proceso vuelva al punto de calibración deseado.

La instrumentación incluye los dispositivos que son monitoreados frecuentemente por el personal de operaciones para verificar que el proceso se realiza en una forma segura y eficiente. Estos instrumentos incluyen los indicadores visuales, tales como los medidores,

las luces indicadoras o las lecturas digitales, al igual que los registradores que registran permanentemente las lecturas de los niveles de los líquidos.

Los controles automáticos

Dependiendo de la información obtenida en las lecturas, el operador puede cambiar algunos aspectos del proceso para retornar este a su punto predeterminado de ajuste, en una situación simple es posible que un operador trabaje con todas las variables del proceso y que además las pueda controlar, pero cuando el proceso se hace más complejo, el numero de variables y perturbaciones aumentan. Estos procesos pueden expandirse sobre un área grande o ser tan complicados, que estén fuera del control del operador, en dichos casos se instalan los sistemas automáticos de control, dependiendo del lugar donde se hayan instalado los sistemas automáticos del control, varían en forma, tamaño y partes, pero sin importar la localidad, todos los procesos automáticos de control contienen los siguientes elementos:

Un elemento primario de medición (Primary Measuring Element). Un elemento de transmisión (Transmitting Element). Un controlador (Controller). Un elemento final de control (Final Control Element).

Ejemplo:

Se tiene un sistema simple para controlar el flujo del agua hacia y desde un tanque de retención, la demanda en el tanque hace que el nivel del agua disminuya, lo que hace que un flotador en el tanque baje con el nivel, este flotador es el elemento primario de medición del sistema, el elemento primario es parte del sistema que detecta la perturbación del proceso o cambio en el valor de la variable del proceso, este elemento primario está conectado a un elemento trasmisor el cual convierte el movimiento del elemento primario en una señal tanto neumática como eléctrica, esta señal representa el valor de la perturbación del proceso que se envía al controlador, en el controlador, la señal perturbadora del proceso es comparada con el punto de calibración, luego se calcula la diferencia y otra señal es enviada al elemento final del control que en este caso es un válvula, esta señal es proporcional a la cantidad de acción correctiva necesaria para devolver la variable de proceso, en este caso el nivel del agua, a su punto de calibración.

En el ejemplo se ha usado un sistema automático de control, el cual por lo general no necesita de la interacción de nadie, en el proceso es bueno añadir más instrumentos para sumistrar al operador mas información continua sobre la condición del sistema; por ejemplo, se podría añadir una tabla o un registrador grafico para el registro de la variable del proceso por un periodo de tiempo, también puede añadirse un dispositivo para detectar cualquier condición adversa como los niveles muy bajos o altos

Controles de retroalimentación y de entrada y sus combinaciones

En el ejemplo anterior se pueden ver los cuatro elementos: el elemento primario detecta el nivel del fluido, los elementos de transmisión envían la señal al controlador identificando la perturbación del proceso, en el controlador el valor de la perturbación es comparada con el valor deseado o punto de calibración, luego la señal de control es enviada al elemento final de control, es decir la válvula para cambiar el proceso de manera que la variable del mismo vuelva a punto de calibración.

En si la información sobre el proceso es retroalimentada al controlador el cual cambia el proceso, esta acción repetitiva es conocida como control de retroalimentación (Feedback Control) y debido a la naturaleza cíclica o de laso del mecanismo entero, este es conocido también como laso de retroalimentación.

Ejemplo:

Simple sistema para calentar agua, el sistema de calefacción del agua por medio de la ignición del gas, la temperatura deseada del agua en el tanque es controlada por el uso de una mecanismo de retroalimentación instalado en la salida del agua (Water Outlet), este mecanismo controla el suministro del combustible al calentador, si el agua que sale es demasiado fría o demasiado caliente, se reduce o aumenta respectivamente la cantidad de combustible enviado al calentador, lo cual hace que la temperatura vuelva a su punto de calibración.

En este ejemplo de retroalimentación el calentador el cual controla la temperatura del agua no es controlado hasta que el detector de la temperatura detecta alguna desviación del punto de calibración.

En algunas situaciones este procedimiento es el menos recomendado; por ejemplo, alguna veces es necesario mantener un rango critico de temperatura en el agua del tanque en este caso se utilizara un sistema de control de entrada (Feedforward Control).

En los sistemas automáticos con controles de entrada, el elementos trasmisor de los cambios de temperatura se instalara en la entrada del agua(Water Inlet), lo contrario a los sistemas de retroalimentación, si la temperatura del agua que entra cambia, el elemento de medición detecta una señal la cual es también transmitida, el transmisor envía la señal al elemento controlador, donde esta se compara con el punto de calibración, si existe alguna diferencia, el elemento controlador envía una señal proporciona al elemento final de control, la válvula que suministra el gas al calentador permitiendo el aumento o la disminución de la temperatura del mechero, el resultado de este control de entrada es que la temperatura de la

variable controlada, en este caso la temperatura del agua en el tanque, será consistente.

El uso individual de los procesos de entrada es muy raro, en los procesos que tiene lugar instalaciones de crudo o gas existen muchos cambios que podrían suscitarse en diferentes localidades.

Ejemplo:

Si cambia la temperatura del agua que sale, el sistema de control de entrada individualmente no sería capaz de detectar esto, debido a los defectos tanto del control de retroalimentación como el de entrada, lo que por lo general se hace es combinar ambos sistemas. Esta combinación de sistemas de control permite la compensación tanto de los cambios de temperatura del agua que entra como los cambios de temperatura del agua que sale.

MEDICIÓN DE LAS VARIABLES DEL PROCESO

Existen cuatro variables fundamentales en todo proceso en la industria del petróleo que son: presión, temperatura, niveles de los líquidos y el flujo, cada una de estas variables utilizan dispositivos especializados, para medir algún cambio en el proceso.

Presión

Es la cantidad de fuerza aplicada a un área determinada, se utilizan diferentes escalas para medirla dependiendo de la sustancia que aplica la fuerza. Cuando hablamos de sólidos, la presión es descrita por la cantidad de peso aplicado a una pulgada cuadrada. La presión ejercida por una columna de líquido es conocida como presión hidrostática (Hydrostatic Pressure) y es caracterizada por la altura de la columna del líquido en pulgadas o milímetros de agua. El mejor concepto de la presión de un gas (Gas Pressure), es ilustrado cuando pensamos sobre la presión ejercida por un gas contenido en un tanque, la presión del gas es incrementada o disminuida al controlar la cantidad de calor aplicado al tanque y/o comprimiendo o descomprimiendo el gas en el tanque.

Hasta cierto punto, la atmosfera de la tierra puede considerarse como un tanque cerrado, el termino presión atmosférica (Atmospheric Pressure) se refiere a la presión ejercida por la combinación del oxigeno, nitrógeno y otros gases en nuestra atmosfera, cuando medimos la presión de cualquier gas debe tomarse en cuenta la presión atmosférica.

Teóricamente si no hubiera presión o aire en la atmosfera, existirá la condición de presión 0 (cero), este punto de presión 0 (cero) constituye la base de la escala de la presión absoluta (Absolute Pressure), en la hipotética escala de presión absoluta, la atmosfera de la tierra ejerce una presión absoluta de 14.7 libras / pulgada cuadrada, esta escala

absoluta de libras / pulgada cuadrada es conocida como PSIA, en el sistema métrico esta medida equivale a una atmosfera.

Otra escala comúnmente conocida como escala de medición (Gauge Scale) usa la presión atmosférica 14.7 PSIA o una atmosfera como su punto 0 (cero) de referencia, hoy en día las medidas de presiones que usan esta escala son conocidas como medidas PSIG, donde la G significa medidor (Gauge), esta escala PSIG a menudo es conocida como PSI.

Algunas veces se trabaja con presiones por debajo de la presión atmosférica es decir por debajo de 14.7 PSIA o una atmosfera, en dichos casos debemos utilizar la escala de presión al vacio (Vacuum Pressure Scale), la cual tiene su 0 (cero) de referencia a 14.7 PSIA y disminuye cuando nos movemos en dirección de 0 (cero) absoluto, la presión al vacio se mide en pulgadas de agua o mercurio.

Instrumentos utilizados en la medición de presión:

El manómetro (Manometer), es un dispositivo comúnmente utilizado para medir la presión, en la industria del petróleo y del gas los manómetros son usados frecuentemente para medir la presión diferencial, aunque el diseño varia, todos funcionan con el mismo principio, es decir con una columna de liquido con una altura especifica, siempre ejercerá la misma cantidad de presión especifica.

Tubo en “U”, si tomamos un tanque abierto en forma de “U” y colocamos agua en el, lo que se puede notar es que el nivel del agua es igual en ambos soportes, si se aumenta la presión en uno de los lados de Manómetro, veremos que el niel del agua cambia cuando uno de los soportes sube y el otro baja, la diferencia en ambos soportes es exactamente la misma, para determinar la cantidad de presión aplicada debemos ver ambos soportes para así sumar la diferencia.

El tubo Bourdon (Bourdon Tube), es un tubo que detecta los cambios de presión y convierte este cambio de presión en movimiento mecánico, el tubo Bourdon consiste de un tubo hueco y curvado que está cerrado en uno de sus extremos cuando se aplica la presión en el otro extremo (Open End), el tubo tiende a enderezarse, el extremo cerrado del tubo se llama punta (Tip), la punta tiene una unión mecánica (Mechanical Linkage) que está conectada a un medidor u otra clase de indicador (Indicator), cuando aumenta la presión el tubo se endereza un poco creando un poco de movimiento en la punta, este movimiento del tubo es luego traducido por la conexión mecánica en un movimiento mucho mayor por la manecilla del medidor. Existen diferentes diseños del tubo Bourdon, sin embargo todos funcionan bajo el mismo principio, entre los que se incluyen:

o El helicoidal (Helical Bourdon Tube)

o El espiral (Spiral Bourdon Tube)

o El que tiene forma de “C” (C-Type Bourdon Tube)

El diafragma (Diaphragm), el cual es comúnmente usado para medir e indicar los pequeños cambios de presión, los cambios en el sistema hacen que el diafragma se mueva, estos diafragmas están hechos de caucho o de materiales delgados, cuando la presión aumenta o disminuye el diafragma se mueve hacia atrás o hacia adelante y está conectado mecánicamente a un indicador.

Elemento fuelle (Bellows Element), es un tubo encerrado hecho generalmente de caucho o materiales delgados, tiene pliegues lo cual le permite reaccionar a manera de acordeón, la presión es aplicada e uno de los extremos del tubo mientras que el otro está unido a una conexión mecánica muy parecida a la del tubo Bourdon o diafragmas, luego esta unión es conectada un indicador ,al aplicarse la presión el fuelle se expande y mueve la unión el cual traduce el movimiento en una lectura de la presión, el resorte dentro del fuelle hace que el mismo vuelva a su posición de calibración, cuando la presión es aliviada.

Temperatura

El concepto de temperatura está asociado con la medida de la transferencia de calor. El calor se genera cuando existe un aumento en el movimiento de las moléculas de una sustancia, el aumento de temperatura ocurre con:

La fricción (Friction) en el sistema. La combustión (Combustion). Cuando aumenta la presión en el tanque (Increase in Pressure).

Existen muchas escalas a la hora de medir la temperatura, pero a menudo se trabaja con una de 2 escalas, la ºF (Farenheit) ó La ºC (Celsius ó Centígrados), de la misma manera que existe una escala de presión absoluta basada en una presión teórica 0 (cero), aquí existe una escala de temperatura absoluta, el 0 (cero) absoluto es una temperatura teórica en la cual las moléculas dejan de moverse, al utilizar la escala convencional ºF se ve que el 0 absoluto esta a 460° bajo 0 (cero) ó 273º bajo 0(cero) en la escala Centígrados.

Instrumentos utilizados en la medición de la temperatura:

Existen dos tipos diferentes de dispositivos para medir la temperatura:

1. El primer dispositivo, usa las propiedades mecánicas de la sustancia para expandirse cuando es calentado y contraído cuando es enfriado.

2. El segundo es conocido como dispositivo termoeléctrico y funciona detectando cambios en el recorrido de la señal eléctrica en los metales que son calentados o enfriados.

El termómetro cilíndrico (Bulb-Type Thermometer), es un dispositivo mecánico, simple y sensible a la temperatura. Es el más usado para medir la temperatura, este consiste de una bola que contiene un fluido por lo general alcohol o mercurio, conectado a un tubo de vidrio conocido como tubo capilar, el tubo esta marcado con una escala o está montado junto a una placa con la escala impresa en ella. Cuando el fluido en la bola es calentado este se expande y sube por el tubo capilar, la parte superior del fluido indica la temperatura en grados ºC o ºF o ambas. A menudo encontramos termómetros con tubos capilares dentro de termopozos. Un termopozo (Thermowell), es una cubierta protectora que se proyecta dentro del fluido del proceso (Process Fluid), esta cisterna protege el termómetro u otro instrumentos del fluido del proceso, el cual puede ser corrosivo o tener una presión muy alta, a menudo sustancias tales como el glicol, que es un fluido trasmisor de calor, es colocado dentro del termopozo para asegurar que el calor sea trasmitido uniformemente al dispositivo de medición, el termopozo facilita cuando es necesario, el cambio del instrumento de medición de temperatura sin interrumpir el proceso.

Sistema térmico lleno (Filled Thermal System), consiste de una bola llena con una sustancia expansible (Gas-Filled Bulb), usualmente un gas inerte, conectada a un tubo capilar el cual podría tener 100 pies de largo, el tubo capilar (Capillary Tube)es un tubo conectado a un tubo con mecanismo Bourdon dentro del indicador o medidor, el tubo capilar es flexible y útil en la instalación remota de medidores, cuando la sustancia en la bola se expande la presión en el tubo capilar aumenta lo cual hace que el tubo Bourdon se expanda o contraiga cambiando la lectura en el medidor.

Termómetro bimetálico (Bimetallic Thermometer), es otra clase de instrumento para medir mecánicamente la temperatura. Este consiste de una tira bimetálica en forma de espiral conectada con una varilla a un indicador o medidor, existen dos principios básicos en los termómetros bimetálicos: el primero es que los metales se expanden cuando son calentados y se contraen cuando se enfrían; el otro principio señala que metales de diferentes clases se expanden y contraen en proporciones diferentes. La tira bimetálica consiste de dos metales fundidos lo cuales se expanden o contraen en diferentes proporciones cuando son calentados o enfriados, esta cualidad de expansión y contracción hace que la bobina o espiral gire moviendo así el indicador, el indicador muestra el cambio en temperatura en el medidor. Estos termómetros bimetálicos son duraderos y económicos lo cual hace común su uso en el lugar de trabajo.

El detector térmico de resistencia (Resistance Thermal Detector), más conocido como RTD es el primer ejemplo dentro de los dispositivos termoeléctricos para la medición de la temperatura. El RTD funciona bajo el principio que señala que cuando calentamos o enfriamos un cable por el cual corre corriente eléctrica, la resistencia del cable también cambia en cantidades especificas que se pueden medir. La resistencia en este caso, es la tendencia de permitir o impedir el paso de corriente a través del cable. Por lo general los detectores RTD son cables de níquel ó platino que están conectados a circuitos eléctricos (Electronic Circuit), este circuito eléctrico está conectado a la vez a un indicador el cual muestra el cambio de temperatura. Los RTD tienen por lo general una cubierta anticorrosiva de de acero, diseñados para ser introducidos en las cisternas térmicas, esta conexión tiene conectores eléctricos para conectar el RTD a indicadores u otros dispositivos.

El acople térmico (Thermocouple), es otra clase de dispositivo termoeléctrico de medición. Este consiste de dos alambres metálicos diferentes, por lo general uno de los alambres es de acero (Iron) y el otro de un material conocido como constantano (Constantan), el cual es una aleación compuesta del 60% de cobre y 40% de níquel; estos están unidos en uno de los extremos y a la vez conectados en un circuito eléctrico en el otro extremo, este circuito eléctrico al igual que los RTD están conectados a un indicador o dispositivo de control, estos alambres se encuentran en una cubierta que permite su colocación en el termopozo. El acople térmico funciona debido a que cuando se aplica los extremos unidos se genera un pequeño voltaje, este voltaje es detectado por un circuito eléctrico el cual transmite la información al indicador, entre mayor sea el calor aplicado mayor será la temperatura indicada.

Nivel de los líquidos

Cuando existen líquidos o sólidos en recipientes, los niveles de los mismos son medidos detectando la superficie superior del liquido ó solido con respecto a un punto de referencia ó punto 0 (cero), el que por lo general es el fondo del tanque. La medida del nivel de los fluidos en el tanque es simplemente la altura del fluido con relación al fondo del tanque. Dependiendo del caso y en especial cuando se miden sólidos, la medida también podría hacerse desde la parte superior del tanque, el nivel de los sólidos es medido desde la parte superior el cual es el punto 0 (cero) hasta la superficie del sólido.

Instrumentos utilizados para medir niveles:

El flotador con su cable (Float and Cable), es un dispositivo muy simple utilizado para medir líquidos en tanques descomprimidos. Muchas veces se le conoce como flotador con cinta de medición, este dispositivo consiste en un flotador conectado a una cinta de medición la cual pasa por una tubería para llegar a un carretel (Take-

up Reel with Indicator) fuera del tanque, el carretel tiene un indicador mecánico que muestra la lectura correspondiente al nivel del fluido en el tanque, cuando cambia el nivel de fluido la posición del flotador también cambia, este cambio se puede notar en el indicador del carretel.

El desplazador (Displacer Mechanism), funciona de acuerdo al principio de flotación para medir la altura del fluido en el tanque. El desplazador consiste de un tubo solido hecho de un material relativamente delgado tal como el pasiglass conectado a un medidor el cual mide el peso de flotación del tubo, el desplazador se coloca en el fluido y su peso de flotación es medido por el medidor, al añadirse más fluido al flotador el peso de flotación del tubo cambia, lo que produce un cambio en la lectura del medidor. El cambio del peso del flotador es proporcional al cambio del nivel o volumen del tanque, lo que se refleja en la lectura del medidor. La presión hidrostática o de altura que un fluido ejerce hacia abajo es proporcional al peso de la columna del fluido, al aumentar la altura de la columna del fluido, la presión de altura aumenta también, la presión hacia abajo del fluido no aumenta si el tamaño horizontal de la tubería aumenta. Al notar el cambio de presión en el fluido de la parte interior del recipiente, se puede medir el nivel del fluido en forma indirecta, la presión ejercida es proporcional al nivel del fluido y mediante el uso de un medidor sensible a la presión instalado en el punto 0 (cero) del tanque, podemos medir el nivel de fluido en el tanque.

Conducción y capacitancia (Conductance and Capacitance), la propiedad de una sustancia de servir como conductor o medidor de trasmisión de corriente eléctrica se conoce como conducción (Conductance), tanto el agua dulce como la salda son buenos conductores, mientras que los hidrocarburos son malos conductores de corriente eléctrica, otra propiedad que los fluidos, sólidos y gases tienen en común con la electricidad y la corriente eléctrica es la capacitancia (Capacitance). En la industria del petróleo y del gas cuando se mide en los tanques los niveles de líquidos no conductores como los hidrocarburos, se usan dos placas capacitoras con el liquido dieléctrico (Dielectric) entre ellas, algunas veces la pared del tanque actúa como una de las placas, el fluido que se mide actúa como dieléctrico, aumentando o disminuyendo la capacitancia cuando el nivel de fluido cambia, debido a que la capacitancia es proporcionada al nivel del fluido en el tanque, es posible medir el nivel del fluido midiendo el cambio en la capacitancia.

El dispositivo diferencial de presión (Differential Pressure Cell or D/P Cell), conocido como celda D/P está diseñado para detectar y medir presiones diferenciales ó la diferencia entre presiones medidas en dos lugares diferentes. Una celda D/P actúa como elemento transmisor que envía una señal la cual hace que registradores e indicadores funcionen o que cualquier ajuste de control se lleve a cabo, estas señales transmitidas pueden ser tanto neumáticas como

eléctricas. Los niveles de los tanques ó recipientes pueden medirse utilizando la celda D/P, en los tanques en descompresión (Unpressurized Container), es decir abierto a la presión atmosférica, uno de los soportes o conexiones de la celda D/P se conecta al recipiente, utilizando la presión atmosférica para balancear el otro soporte de la celda, el soporte de la celda D/P que está conectada en la parte inferior del tanque en la descompresión es sensible a la presión hidrostática del fluido y la atmosférica sobre ella, mientras que el otro soporte solo es sensible a la presión atmosférica, debido a que la presión atmosférica es igual en los soportes esta se cancelan, cualquier movimiento en la celda D/P será el resultado de los cambios de la presión hidrostática o de altura del fluido. La presión de altura puede utilizarse indirectamente para medir niveles de fluíos, la celda D/P envía una señal al indicador la cual suministra una lectura del nivel del tanque, las celdas D/P también pueden utilizarse para medir los niveles en los recipientes o tanques a presión (Pressurized Container),uno de los soportes es conectado a la parte superior del tanque y el otro es conectado cerca de la parte inferior del tanque, el liquido en el tanque ejerce una presión hidrostática hacia abajo afectando así uno de los soportes de la celda, mientras la presión adicional en el tanque afecta a ambos soportes de la celda D/P, al medir la diferencia entre los dos soportes y al cancelar la presión adicional, la celda D/P envía una señal al indicador, el cual suministra la información sobre el nivel del fluido en tanque o recipiente cerrados.

Flujo

En la industria del crudo y del gas es importante saber la cantidad de fluido que se mueve en el sistema, la medición exacta del movimiento de tanto liquido como gases, de una parte del sistema a otra se conoce como medición del flujo, esto se hace mediante el uso de medidores de flujo instalados en las líneas y tanques que puedan contener fluido. Al medir el flujo por lo general se toman una o dos medidas la velocidad de flujo o el volumen total:

La velocidad de flujo (Flow Rate), es la cantidad de fluido o volumen que pasa por un punto especifico por un periodo de tiempo.

El volumen total (Total Volume), es la medida del volumen del fluido acumulado que pasa por un punto específico por un periodo extendido de tiempo por ejemplo 24 horas.

En general existen dos clasificaciones de medidores de flujo, los que miden el flujo directamente y los que miden el flujo indirectamente:

Medidores directos de flujo (Direct Flow Meters), o medidores de desplazamiento positivo. En la medición directa del flujo, el fluido es transferido de un lugar a otro en unidades discretas, y la cantidad total del fluido transferido, se determina mediante la suma de todas las unidades, los medidores son típicos

medidores de desplazamiento positivo. Cuando el fluido entra en el medidor este es separado de la corriente principal en una cámara de medición con un volumen especifico (Fixed Volume), cuando el fluido sale se activa un mecanismo de impulsión, haciendo que este gire y permitiendo la captura continua de volúmenes específicos de fluido, en esta forma el flujo de la corriente que ha de ser medidos se divide en segmentos conocidos de volumen y así el flujo total se determina sumando todos los segmentos.

Medidores indirectos del flujo (Indirect Flow Meters), la diferencia en la medición indirecta del flujo es que no es medido el flujo actual del fluido, más bien se observan algunas características relacionas con el flujo de fluidos, como la velocidad y presión o el nivel de los mismos y mediante el uso de graficas y formulas se determina el volumen, dentro de los dispositivos más comunes utilizados para medir indirectamente el flujo podemos mencionar el medidor de turbina y el medidor de disco de orificio.

Instrumentos utilizados en la medición del flujo:

El medidor de disco de orificio (Orifice Plate Meter), mide el flujo indirectamente mediante la medición de la diferencia de presión creada por el paso del flujo por el disco que tiene un orificio, al relacionar la diferencia entre la presión corriente arriba y la presión corriente abajo. Con el tamaño particular del disco con el orificio se puede determinar la velocidad del fluido en la tubería.

Los tubos venturi (Venturi Tube) y los inyectores de flujo (Flow Nozzle), son otros dispositivos que ayudan a medir la velocidad de los fluidos. Tanto los tubos venturi como los inyectores de flujo funcionan de la misma forma que el disco de orifico, es decir ellos crean una diferencia de presión en el área específica, obstruyendo el flujo en forma precisa, las medidas se hacen corriente arriba y en la garganta del tubo venturi y los inyectores de flujo. Las celdas D/P se usan con frecuencia para medir la presión diferencial, enviando una señal al registrador, indicador o a la central del control.

Contador rotativo (Rotameter), consiste de un tubo de vidrio con un flotador metálico o muchas veces conocido como plomo. Los fluidos entran por la parte inferior del tubo y fluye hacia arriba y alrededor del plomo, el plomo crea un bloqueo en el tubo pero cuando el fluido sube pasando el plomo este empieza a subir también, es decir se mueve del área de alta presión (High Pressure) al área de baja presión(Low Pressure), al aumentar la velocidad del fluido el plomo sube mucho más en el tubo, la escala marcada a lo largo del tubo indica la velocidad del flujo.

Medidor de flujo Electromagnético (Electromagnetic Flow Meter), otro método de medición indirecta del flujo utilizado en la industria del petróleo y del gas esta relacionando con el cambio en voltaje creado por la conductividad del fluido en movimiento dentro de un campo electromagnético, ya que el proceso funciona con conductores en movimiento, el fluido que se va a medir debería contener sal o agua dulce, lo contrario al flujo de hidrocarburos, los hidrocarburos no son buenos conductores de electricidad. El cambio en voltaje debido al paso del fluido conductor a través de un electromagneto fijo es proporcional a la velocidad del fluido a través de la tubería o línea, al conocer la velocidad del fluido en movimiento y el tamaño en la tubería entonces se puede determinar el volumen del fluido pasando por la tubería.

Medidor de flujo con Turbina (Turbine Flow Meter), es otra clase de medidor indirecto del flujo. El rotor que se coloca en el paso del fluido gira cuando el flujo pasa por las celdas calibradas a una velocidad proporcional a la velocidad del fluido, cuando el motor gira los impulsos pasan por la bobina magnética (Magnetic Pick-Up Coil), la cual registra cada impulso que pasa por ella, la frecuencia del paso de los impulsos por la bobina puede ser utilizada para calcular la velocidad del fluido que pasa por el rotor, el área transversal de la tubería puede utilizarse para determinar el volumen del fluido que pasa por el rotor, con estos dos datos la velocidad del flujo y el área transversal, se puede calcular la velocidad del fluido.

Control de las variables en los procesos

Cuando las variables de un proceso son medidas, esta información es utilizada por el sistema de control para asegurar que las operaciones se hacen en una forma segura y eficiente, en general la información recopilada por los diferentes instrumentos de medición es transmitida a otra clase de indicador, otra parte del sistema de control, o ambas. Luego la información es comparada con la calibración establecida y dependiendo de los resultados, el sistema de control realizara cualquier acción necesaria para hacer que el proceso vuelva a su punto de calibración. Esta información transmitida va a ser en forma de presión neumática o señales electrónicas.

Los sistemas neumáticos usan controladores neumáticos para activar los dispositivos de control, los sistemas de control neumático utilizan aire o fluidos comprimidos para transmitir las señales controladoras, dependiendo de la ubicación se puede utilizar gas, aire o nitrógeno. Un sistema de control neumático tiene un sistemas de tuberías y líneas para transmitir los cambios en la presión que activan los pilotos de presión (Pressure Pilot), los pilotos de presión son similares a los interruptores eléctricos porque están diseñados para cambiar algo, por lo general en sistemas con válvulas de dos o tres pasos, al abrir o cerrar una válvula o encausar un flujo de un orificio a otro.

Los controles neumáticos también usan los cambios de presión para activar los controladores proporcionales, en comparación con los pilotos de presión los cuales se encuentran completamente abiertos o cerrados, los controladores proporcionales pueden estar 0% ó un 100% abiertos o cualquier porcentaje medio. Los controles neumáticos se usan en instalaciones de petróleo y gas, especialmente en lugares donde interruptores eléctricos podrían crear fuego.

El sistema de control electrónico incorpora las variables del proceso mediante el uso de interruptores eléctricos, los cuales son activados cuando se alcanza el límite establecido. Cuando se activa el interruptor este activara o desactivara otro dispositivo eléctrico, tales como una válvula, bomba, alarma, calentador o lo que sea necesario para controlar la variable del proceso.

El interruptor utilizado en los procesos de control con mayor frecuencia es el interruptor eléctrico de presión (Electric Pressure Switch), este interruptor tiene un componente sensible a la presión el cual está diseñado para activar un contacto eléctrico o un punto predeterminado de calibración.

Existe también un controlador proporcional eléctrico el cual se diferencia del interruptor eléctrico porque en lugar de apagarse o encenderse, este responde en proporción al cambio de punto de calibración.

Hay sistemas que usan tanto señales eléctricas como neumáticas de control, algunas veces es necesario transformar una señal eléctrica transmitida a una neumática y viceversa, para que el controlador pueda funcionar en dichos casos, se utiliza un transductor (Transducer), los transductores son traductores que cambian proporcionalmente un tipo de señal a otro tipo de señal.

Los elementos finales de control como las válvulas, rotores, calentadores y las compuertas de tiro responden a las señales enviadas por los controladores, ellos mantienen las variables del proceso dentro del rango de seguridad establecido.

PRINCIPIOS DE LAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO(Video)

INTRODUCCION (Diseño básico de las bombas y su terminología)

En nuestra industria a menudo se utilizan de dos clases de bombas, las bombas centrifugas y las bombas de desplazamiento positivo.

Las bombas de desplazamiento positivo se utilizan:

Con volúmenes bajos ó

Donde se requieran altas presiones para el movimiento de fluidos. Para transferir productos de los tanques de almacenamiento a las tuberías. Para mover el agua residual. Bombear glicol en las unidades de deshidratación. Las plantas de gas las utilizan para bombear crudo magro o soluciones aminas. Sirve para lubricar compresores y muchos más.

Las bombas de desplazamiento positivo se encuentran en todas partes porque son seguras. Entregan un volumen medido de líquido. Manipulan con gran facilidad fluidos bien densos, calientes y vaporizantes. Las clases de bombas de desplazamiento positivo que veremos serán las reciprocas y las rotatorias.

Las bombas reciprocas (Reciprocating Pumps) tienen: pistones (Pistons), émbolos (Plungers), o diafragmas (Diaphragms) que se mueven dentro de un cilindro hacia adelante y hacia atrás.

Las bombas rotatorias (Rotary Pumps) tienen: engranajes (Gears), lóbulos (Lobes) o rotores de rosca (Screw-type) que rotan dentro de un cilindro de manera que ellos puedan mover los fluidos.

Existe otra forma de clasificar las bombas de desplazamiento positivo que pueden ser de poder o de acción directa.

Las bombas de poder tienen un accionador separado, un motor eléctrico o maquina de combustión interna.

Las bombas de acción directa no tienen un accionador separado, estas son accionadas por vapor, gas o aire comprimido.

Las bombas de desplazamiento positivo tienen varias partes móviles, por eso es importante su lubricación continua, sin ella se puede inferir en altos costos de la reparación además de retrasos en la producción. Muchas partes son lubricadas por los fluidos que son bombeados. Otras partes requieren más lubricación, esta lubricación es provista por el aceite o la grasa proveniente del sistema de goteo y salpique o los lubricadores de alimentación forzada.

Las bombas de desplazamiento positivo también se enfrían con aire o agua. Al enfriar la bomba con aire se utiliza el aire ambiental.

Al enfriar con agua se hace que esta u otro enfriante circule sobre la carcasa de la bomba, el enfriamiento con agua es común en las grandes bombas o en las bombas donde son movidos los fluidos con altas temperaturas. En ambos casos se utilizan cámaras de agua (Water Jacket) estas cámaras son canales localizados en la carcasa que rodea las áreas calientes de la bomba.

Funcionamiento de las bombas de desplazamiento positivo

Dos cosas no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo. El fluido entra al cilindro, luego es desplazado por un pistón, embolo u otra cosa y es finalmente forzado a salir del cilindro. La presión de fluido en la bomba es incrementada por el pistón, embolo o cualquier otra cosa que aplique presión al fluido dentro del cilindro.

BOMBAS RECIPROCAS

Las bombas reciprocas funcionan utilizando un movimiento en línea recta de ida y vuelta. A menudo estas son accionadas por pistones operados por aire o vapor, que están conectados a la bomba mediante bielas. En otros casos son activadas por maquinas de combustión interna o motores eléctricos.

Hay dos secciones en las bombas reciprocas, la sección de bombeo del fluido y la sección accionadora que suministra a la sección de bombeo la fuerza necesaria para operar.

Los pistones o émbolos dentro de las bombas reciprocas se mueven relativamente despacio. Si se necesita bombear más fluido esto se puede lograr: utilizando cilindros más grandes, añadiendo más cilindros o aumentando la velocidad de las bombas.

Bombas con Pistones

Los componentes más importantes son el cilindro, el pistón, los anillos del pistón, válvulas de succión, la válvula de escape, el empaque y la carcasa de la bomba. El pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás de la bomba. Cada movimiento completo a lo largo del cilindro se llama recorrido. El movimiento del pistón cuando se mueve hacia la sección accionadora de la bomba se conoce como recorrido de adición (Backstroke). El movimiento opuesto lejos de la sección accionadora se llama recorrido de compresión (Forward Stroke). El movimiento completo del cilindro de un extremo del cilindro al otro extremo y luego de vuelta a su posición original se llama recorrido completo (Full Stroke).

El pistón se mueve hacia adelante contra el extremo de la válvula del cilindro, este luego retorna en su recorrido de adición, lo que crea succión en el extremo de la válvula del cilindro. Luego la succión como consecuencia, abre la válvula de succión y el fluido entra en el cilindro. Cuando el pistón se mueve hacia adelante en su recorrido de compresión, este ejerce presión sobre el fluido, esto hace que la válvula de succión se cierre y que la válvula de descarga se abra. Cuando el recorrido de compresión termina, el pistón vuelve a su posición original y luego el ciclo comienza nuevamente.

Si una bomba solo bombea fluido en un lado del pistón se conoce como bombas de acción simple. El flujo proveniente de estas bombas es irregular, es decir, descargan fluidos en forma de chorros. Este problema se supera mediante el uso de bombas de doble acción; es decir, la succión y la descarga toman lugar en cada uno de los recorridos de adición y compresión. Las bombas de doble acción (Double-acting Pump), tiene una válvula de succión y una de descarga en ambos lados del cilindro. El fluido es bombeado por ambos lados del pistón.

Algunas veces bombas con un solo pistón no entregan suficiente líquido, haciendo necesario el uso de dos o más pistones. Si la bomba tiene dos pistones se conoce como Duplex. Si tiene tres pistones es Triplex. Cualquiera que sea el número de pistones, los recorridos de los mismos son mecánicamente programados para lograr la descarga debida.

Bombas que han sido programadas debidamente pueden bombear en forma irregular, para compensar esto se instala una cámara de compensación o amortiguador (Dampener), para la vibración en la descarga para regular la misma.

Las bombas deben bombear y no gotear. Han sido selladas interna y externamente para prevenir goteras. Internamente los pistones tienen anillos (Piston Rings) para evitar que el fluido gotee en los pistones y la pared del cilindro. Externamente se utiliza el empaque (Packing) para rellenar el espacio donde la biela penetra la carcasa. La parte de la carcasa donde se colocan estos empaques se llama caja de estopas (Stuffing Box), el material utilizado es flexible y puede ser ajustado alrededor de la biela apretando las tuercas en el castillo prensa guarnición (Gran Follower), esto sella casi, pero no todo el fluido porque parte será utilizado para lubricar el empaque.

Bombas con Embolo (Plunger Pump)

Funcionan en la misma forma que la de pistones con pocas diferencias. La primera diferencia es que los pistones encajan cerca de las paredes del cilindro con anillos que sellan el espacio entre el pistón y la pared del cilindro. Todo el movimiento del pistón se da dentro del cilindro, esto no sucede con el embolo. Su diámetro es más pequeño que el del cilindro. Ellos se mueven dentro y fuera del cilindro.

Existe otra diferencia, los pistones desplazan la mayor parte de todo el fluido en el cilindro en el recorrido de compresión, mientras que los émbolos desplazan solo parte. Los émbolos a menudo se utilizan cuando se necesita prestar servicio a altas temperaturas o cuando el fluido bombeado hace el pistón se pegue o que el cilindro se ralle

Bomba con Diafragma (Diaphragm Pump)

Se llama así debido a su flexible diafragma utilizado para desplazar fluidos. El diafragma esta hecho de un material parecido al caucho, cubierto con un disco fino de metal donde se conecta la biela. El disco extiende la fuerza de la biela sobre el diafragma, de manera que el diafragma no sea perforado cuando se mueve la biela. El diafragma se extiende a lo largo de la parte más ancha del cilindro de la bomba, esta envergadura separa la mitad del cilindro de la otra mitad.

Debido a esto las bombas con diafragma son adecuadas para bombear fluidos corrosivos o abrasivos. La biela une al diafragma a un excéntrico accionado por un motor. Cuando el excéntrico rota, la biela empuja y hala al diafragma, esto hace que el diafragma se expanda contra y recoja desde la válvula de succión y la válvula de escape en recorridos sucesivos.

Una succión se crea en la parte inferior del cilindro cuando el excéntrico rota y la biela hala al diafragma en dirección opuesta a las válvulas de succión y descarga. Esta succión abre la válvula de succión permitiendo la entrada del fluido al cilindro. Mientras continua rotando el motor, la biela baja y empuja al diafragma, presión aumentada del fluido cierra la válvula de succión y abre la válvula de descarga. Esto hace que el fluido sea forzado hacia afuera por las tuberías de descarga. Cuando la biela baja completamente, descarga del recorrido termina y comienza el recorrido de succión. Cada vez que el excéntrico completa una revolución, se da un recorrido completo.

BOMBAS ROTATORIAS

Las bombas rotatorias rotan. Existe una variedad de bombas rotatorias, están las bombas con engranajes externos e internos, las de lóbulos y las de rosca. La forma en que están hechas y como operan proporcionan una presión de descarga más uniforme que las bombas reciprocas. Y ellas no necesitan mucho mantenimiento.

En los sistemas hidráulicos se habrá visto las bombas rotatorias. Otras aplicaciones en las que se utilizan estas bombas incluyen la lubricación del compresor y la balinera; el bombeo de aceite de la maquina y la inyección química. Las bombas de rosca tienen una gran capacidad, por eso se utilizan como bombas de transferencia.Bombas con Engranajes Externos (External Gear Pump)

Las bombas con engranajes externos son probablemente las bombas rotatorias más usadas en la industria del petróleo, esto se debe a su construcción, son relativamente simples cuando se comparan con otras bombas de desplazamiento positivo.

Las partes más importantes de una bomba con engranaje externo son:

La carcasa. Los engranajes.

El puerto de succión. El puerto de descarga.

Estas bombas tienen dos engranajes:

Engranaje activador (Drive Gear) o de poder: este que es activado por un motor o algún otro accionador primario.

Engranaje accionado o secundario: este que es accionado por el engranaje de poder.

Los dientes de ambos engranajes recogen el fluido, cuando rotan, el fluido queda atrapado entre los dientes y la pared de la carcasa de la bomba, luego el fluido es llevado al lado de descarga de la bomba, los dientes unidos de los engranajes impiden que el fluido vuelva al lado de succión.

Usualmente la carcasa externa de la bomba está hecha de hierro o acero fundido, y encaso de que sean movidos fluidos corrosivos, se utilizan materiales anticorrosivos.

En las bombas rotatorias con engranajes se utilizan 3 clases de impulsores:

El engranaje con dientes rectos (Spur Gear): son comúnmente usados porque son económicos y fáciles de mantener.

El helicoidal (Helical Gear): proveen la transferencia regular de poder, lo que resulta en un flujo regular de fluido. También se encuentran en bombas grandes que contienen altos volúmenes y operan a altas velocidades.

El doble helicoidal (Herringbone Gear): tiene las mismas características que el helicoidal.

Las bombas con engranajes por lo general manejan fluidos hidráulicos o crudos, sus balineras son generalmente lubricadas por esta sustancia. Si el fluido no es lubricante se deben utilizar sellos con algo de lubricación externa. Estos sellos del eje pueden ser tanto mecánicos (Mechanical Seal) como casquillos del prensa-estopas (Packing Gland). La clase dependerá de la clase del fluido que este siendo movido, el diseño de la bomba o la clase de servicio prestado.

Las bombas con engranajes externos pueden ser operadas en cualquier dirección sin ninguna modificación de la bomba, si se observa la rotación del eje, se determina el lado de succión de una bomba en operación, el fluido es bombeado alrededor de los bordes externos de los impulsores del engranaje y no entre ellos.

Bomba con Engranajes Internos

Las bombas con engranajes internos están hechas de otra forma, ellas tienen dos engranajes unidos el uno con el otro.

El engranaje externo el cual es más grande que el interno se llama accionador (Driver).

El engranaje interno (Idler Gear) o engranaje secundario de la bomba es el accionado.

El fluido es atrapado entre los dientes de estos dos engranajes y luego es movido hacia la sección de descarga de la bomba. Al unirse los dos grupos de dientes ellos forman un sello que forza al fluido a salir por el lado de la descarga e impide que vuelva al lado de succión de la bomba.

El creciente o espaciador (Spacer), como se conoce comúnmente, mantiene separados a los dos engranajes. Algunos modelos tienen crecientes móviles que permiten que la bomba sea operada en cualquier dirección.

Tanto el puerto de succión como de descarga son elípticos u ovalados, esto permite que el fluido sea descargado en una forma regular.

Las bombas con engranajes internos y externos están hechas de materiales similares, acero para la reactivación y acero o un metal más suave para la accionada. Por lo general la carcasa está hecha de hierro o acero fundido, la parte interna de la carcasa es más lisa y más compacta que la externa, es por eso que el engranaje accionador está diseñado para rotar alrededor del engranaje accionado.

Bomba de Lóbulo (Lobe Pump)

Al igual que las bombas con engranajes externos, esta bomba también mueve fluidos, usando los espacios entre los rotores y la carcasa de la bomba del lado de succión al lado de descarga. Los lóbulos son la parte redondeada de los rotores que permiten que estos entren en contacto y que creen hermetismo al rotor. La forma y lisura de los rotores previenen que uno de los rotores mueva al otro por lo que se usan engranajes para sincronizar y mover ambos lóbulos.

Bombas con Rosca (Screw Pump)

Son normalmente utilizadas para bombear crudo o fluidos pesados. Las bombas con rosca son caballos de trabajo que pueden mover fácilmente grandes volúmenes de fluido. Tienen dos desventajas: son muy costosas y pueden ser dañadas fácilmente con materiales abrasivos. Existes dos tipos de bombas rotativas con rosca:

Rosca simple: solo tienen un rotor o rosca, no son muy frecuentes en instalaciones industriales. Por eso se usan las de rosca múltiple.

Rosca múltiple: funciona así, el rotor de poder o rosca es accionado por un motor o cualquier tipo de accionador. El rotor a su vez acciona uno o más de los rotores secundarios que están con él. El rotor de poder gira, luego el fluido entra por un extremo de la bomba y mediante el acoplamiento enroscado en los rotores, el fluido es forzado a pasar al lado de descarga de la bomba.

El acero con alto carbono, las aleaciones de acero, el acero inoxidable y otros materiales anticorrosivos son los materiales estándares para los rotores. La carcasa es de hierro o acero fundido y su interior esta mecánicamente acabado para proveer un buen ajuste alrededor de los rotores. El eje del rotor de poder se extiende afuera de la carcasa con un sello para prevenir escapes. El eje del rotor secundario no sale fuera de la carcasa. Los extremos de la carcasa están perforados para colocar las balineras del eje. Las balineras por lo general son de casquillo o buje, estas son presionadas en el eje o insertadas en los extremos de la carcasa. Algunas bombas con rosca tienen balineras en el centro en lugar de los extremos, cualquiera sea su posición, estas balineras son lubricadas con el fluido que es bombeado.

OPERACIÓN DE LA UNIDAD PARA DESHIDRATACION DE GAS CON GLICOL(Video)

Si todo el gas natural saliera de la tierra en forma pura no se necesitarían de las unidades de deshidratación con glicol. Pero casi todo el gas natural que sale del yacimiento contiene vapor de agua y algunos inclusive contienen agua libre. El gas natural que viaja del pozo a la superficie se enfría, debido a la reducción de presión y la conducción de calor a las paredes de la formación. Cuando alcanza la superficie, el gas está saturado usualmente con vapor de agua y al enfriarse se forma agua libre. Mas enfriamiento del gas causa la formación de hidratos, estos causan serios daños al equipo y restricciones al flujo.

Para procesar al gas con éxito se le debe separar el agua. Hay varios métodos para la deshidratación del gas natural. Uno de estos es la unidad para la deshidratación con glicol usando Trietilenglicol. Después de separar al agua del gas, se debe separar al glicol del agua, para poder reutilizar el glicol. La unidad de deshidratación es una unidad muy importante en el procesamiento de gas

INTRODUCCION

La deshidratación con glicol es un proceso de absorción, donde el glicol pobre (Lean Glicol) absorbe el agua (Water) del gas natural húmedo (Wet Gas) en la columna del

contactor, después se elimina el agua del glicol, a través del proceso de destilación en el regenerador, luego el glicol es reutilizado.

Teniendo en cuenta los siguientes principios:

A presión constante el contenido de agua en el gas aumenta mienta la temperatura del gas aumenta.

A temperatura constante el contenido de agua en el gas aumenta mientras la presión del gas disminuye.

Los desecantes líquidos

Los desecantes son una sustancia que remueve agua de otra, cuando las dos se juntan. El glicol (Glycol), es el desecante líquido, que mueve el agua del gas natural. Hay muchos otros tipos de desecantes líquidos que se usan en el procesamiento del gas. El trietilenglicol TEG es preferible en las unidades de deshidratación debido a que:

Se regenera fácilmente a su punto alto de ebullición y otras propiedades físicas. Tiene una alta temperatura de descomposición de 404 ºF. Su evaporización es más baja que otros glicoles. Su costo de operación y capital es menor que otros sistemas de glicol.

La temperatura del punto de rocío y la depresión del punto de rocío

Para descubrir el rendimiento de una unidad de deshidratación se debe monitorear la temperatura del punto de rocío y la depresión del punto de rocío. La temperatura del punto de rocío es aquella a la cual el gas natural se satura con vapor de agua en cualquier presión dada. Cuando el gas está por encima de su punto de rocío (Dew Point), puede absorber agua. Cuando está por debajo de su punto de rocío, el agua se condensa fuera del gas, como el gas natural se considera saturado cuando sale del cabezal del pozo se dice que está en su temperatura de punto de rocío.

La depresión del punto de rocío indica cuanto vapor de agua se ha eliminado del gas natural. Esta es la diferencia entre la temperatura del punto de rocío del gas de entrada y la temperatura del punto de rocío del gas de salida después de ser deshidratado. La temperatura actual del gas de entrada y de salida no cambia. Lo que se busca es alcanzar la depresión del punto de rocío que siga las especificaciones del contrato referentes al contenido de agua en el gas.

Variables que afectan la deshidratación con glicol

Varias variables determinan la cantidad de agua eliminada en cualquier unidad de deshidratación con glicol. Las variables que afectan la eficiencia de la unidad son:

La temperatura del gas de entrada. La temperatura del gas entrante afecta significantemente el contenido de agua en el gas que entra en el contactor. Entre más vapor de agua contenga el gas, mas agua debe ser eliminada por la unidad para alcanzar el contenido de agua deseado en el gas de salida.

Ejemplo

Una presión de entrada de 1000 Psig, el hecho de cambiar la temperatura del gas de 100 ºF a 120 ºF, doblara la cantidad de vapor de agua transportada por el gas saturado. El rango de temperatura del gas de entrada para una deshidratación exitosa con glicol está entre los 60 y 100 ºF. Temperatura del gas de entrada por encima de los 130 ºF, hacen casi imposible una deshidratación normal con glicol.

En tiempos fríos, calentadores calientan la corriente de gas antes de llegar a la unidad de deshidratación, para mantener una temperatura mínima del gas de entrada a 50 ºF. La temperatura mínima del gas de entrada se ajusta con la viscosidad del glicol usado. Dependiendo de la composición y presión del gas, pueden formarse hidratos a temperaturas sobre los 50 ºF. Por lo tanto se requiere de una temperatura mayor en el gas de entrada para prevenir problemas de taponamiento por los hidratos.Bajas temperaturas aumentan la tendencia a formar espuma. La espuma crea significantes problemas de operación.

La presión del gas de entrada. En rangos normales de operación, la presión del gas de entrada no es un factor importante. No obstante a temperatura constante el gas puede contener más agua cuando la presión se reduce, por lo tanto operando la unidad con una mayor presión del gas de entrada reducirá el contenido de agua en el gas.

El régimen de flujo de gas. Para operar una unidad eficientemente, el régimen de flujo de gas debe mantenerse en un rango específico. Si el rango de flujo se desvía por encima o por debajo de estos límites, pueden ocurrir problemas.

o Un régimen de flujo por debajo de los límites específicos crea perdidas y

puede incrementar el punto de rocío del gas de salida, dependiendo del diseño de las bandejas o el empaque en la columna del contactor.

o Si el régimen de flujo se eleva por encima del rango especificado, el

rehervidor se sobrecarga, si hay sobre carga se dará una regeneración insuficiente del glicol y un incremento en el punto de rocío del gas de salida, la cantidad de glicol transportado en el gas seco también aumenta.

o Si el régimen de flujo de gas es lo suficientemente alto, el glicol puede ser

extraído del contactor de una vez.

o Un régimen de flujo moderado sin cambios rápidos previene la pérdida del

sello en los conductos descendentes del contactor. La perdida de sello (Seal Loss) permite que el gas se desvíe o bipasee las bandejas, cause altos punto de rocío y alta perdidas de glicol con el gas de salida.

La temperatura del glicol de entrada. Una temperatura de glicol de entrada de 10 a 15 ºF (2 a 7 ºC) por encima de la temperatura del gas de entrada, previene la condensación de hidrocarburos en el glicol. La condensación de hidrocarburos

o Aumenta la espuma.

o Aumenta la formación de carbón en el tubo de fuegos del rehervidor.

o Reduce la vida del filtro de carbón.

La concentración del glicol. La variable del proceso que más afecta la depresión del punto de rocío, es el grado de reconcentración del glicol, conocido como pureza del glicol. Se pueden obtener mayores descensos del punto de rocío con mayores concentraciones de glicol. Debe usarse gas destilado para lograr estos niveles de pureza del glicol.

El gas destilado es gas natural percolado a través del glicol, siendo regenerado para ayudar a eliminar el agua que no se pudo remover por destilación. En algunos sistemas el gas es percolado a través del glicol dentro del rehervidor. En los dos sistemas hay una columna de destilación localizada entre el rehervidor y el tanque de compensación.

El régimen de circulación del glicol. Si aumenta el régimen de circulación de glicol sin cambiar otras variables decrecerá el punto de rocío de salida. Para producir el punto de rocío deseado para el gas de salida, se debe usar el régimen de circulación más bajo posible para el glicol, porque un régimen excesivo puede presentar los siguientes problemas:

o Incremento en el consumo de combustible.

o Capacidad excedida del rehervidor.

o Incremento de pérdida de glicol en la evaporización debido a la alta

temperatura del glicol pobre que entra al contactor.o Incremento del mantenimiento de la bomba.

OPERACIÓN Y CONTROLES DE LA UNIDAD DE DESHIDRATACION CON GLICOL

Cuando los sistemas de deshidratación son operados adecuadamente, se logran mejores resultados y significantes ahorros en la deshidratación. La operación eficiente del sistema requiere un buen entendimiento del proceso de deshidratación, variables del proceso y

puntos de rocío. También se debe entender la operación individual de los componentes dentro del sistema:

Separador de entrada

La corriente de gas entra primero a la unidad a través de un separador de gas de entrada. Aquí son removidos los líquidos libres en la corriente de gas, el gas húmedo sale del separador por un eliminador de niebla (Mist Eliminator), el cual elimina casi todo el sobrante de líquidos libres hacia la columna del contactor. El separador de entrada debe ser revisado regularmente. La sobrecarga del mismo hace que líquidos sobrantes entren en la columna del contactor, lo que causa la formación de espuma. Por lo tanto para una operación adecuada, es importante monitorear rutinariamente los niveles de líquido y sus controles (Liquid Level Controller).

Columna de contactor

La función de la columna del contactor (Contactor Column) también conocida como absorbedor, es eliminar el vapor de agua del gas natural, uniendo físicamente al gas natural que fluye hacia arriba, con la solución de glicol que fluye hacia abajo. El glicol absorbe el vapor de agua del gas natural. Las columnas del contactor están diseñadas para acumular cierto volumen y presión de gas, si estas especificaciones de diseño se exceden, entonces incrementara la perdida de glicol y el punto de rocío del gas de salida. Las columnas del contactor tienen bandejas, empaques irregulares ó estructurados.

Columna del contactor con bandejas.

Para grandes volúmenes de gas, el contactor suele tener una columna de 4 a 12 bandejas. Entre más bandejas hallan, mayor humedad será removida. Cada bandeja tiene aberturas con copas de burbujeo (Bubble Caps), atornilladas sobre ellas. El gas ascendente es forzado a través de estas copas y burbujea uniformemente a través del glicol descendente. El gas cede el agua y se seca cada vez más a medida que sube por cada bandeja sucesiva. El glicol se satura más de agua a medida que fluye hacia abajo por cada bandeja. Los vertederos (Weir), que son dispositivos de desplazamiento, mantienen el nivel de glicol por encima de las aberturas en las copas. Los conductos del flujo descendente (Downcomer), llevan el glicol hacia las bandejas de abajo.

Columna del contactor con empaques irregulares.

En unidades con contactores que tienen diámetros menores de 18 pulgadas, se pueden usar empaques irregulares en vez de bandejas. Estos son de metal o estructuras de plástico o cerámica. Estas estructuras suministran un área de superficie grande para esparcir la solución de glicol y hacer mejor contacto con el gas. El

empaque irregular se echa dentro del contactor sobre un soporte de rejilla. Normalmente 4 pies de empaques es lo suficiente para alcanzar depresiones del punto de rocío de 55 a 66 ºF (13 a 18 ºC). Para un descenso mayor puede requerirse empaque adicional.

Las columnas empacadas (Packed Columns).

Usan el mismo proceso que las columnas de bandeja donde el glicol liquido fluye hacia abajo sobre el empaque y el gas fluye hacia arriba a través del empaque. Las columnas empacadas cuestan menos, sin embargo, tienden a canalizarse y tener pobre distribución de flujo. Canalización (Channeling), es cuando el glicol líquido fluye en corrientes a lo largo del empaque irregular, esto limita el área de superficie donde el glicol y el gas entran en contacto. Para asegurar que el gas y el glicol se mezclen y el contacto sea continuo a lo largo del empaque y que el glicol no se canalice, debe instalarse un cabezal de distribución (Distribution Header) encima del empaque.

Columna del contactor con empaque estructurado.

Los contactores diseñados hoy, pueden contener empaques estructurados. Un empaque estructurado es un grupo de láminas de metal corrugados, soldadas de forma específica y colocadas de lado en el contactor. El glicol cubre estas láminas y el gas fluye entre ellas. Este tipo de empaque es más eficiente que las copas de burbujeo ó el empaque irregular. El empaque estructurado se usa en columnas de 6 pulgadas y hasta 10 pies de diámetro.

Intercambiador de calor. Antes que el glicol pobre entre al contactor suceden dos cosas: El glicol es bombeado hasta alcanzar la presión del contactor; y La temperatura del glicol se baja entre 10 a 15 grados de temperatura de la del gas de entrada. Es bueno que el glicol entre al contactor con 10 ó 15 grados más caliente que el gas de entrada, para eliminar la condensación de vapores de hidrocarburos.

El glicol pobre (Lean Glicol) pasa por un intercambiador de calor (Heat Exchanger), donde es enfriado por el gas seco (Dry Gas) que sale del contactor. El intercambiador de calor de glicol y gas, esta dimensionado para dar la temperatura correcta del glicol y normalmente no requiere atención. El glicol que entra al contactor con temperaturas incorrectas indica un desequilibrio en el régimen de flujo glicol a gas o un problema de suciedad en el intercambiador de calor o que la temperatura del rehervidor está mal ajustada.

Eliminador de Niebla. Por encima de la bandeja superior el eliminador de niebla, en el tope del contactor, removerá las partículas que no se asentaron de glicol contenidas en la corriente de gas. Esto previene que el glicol líquido, salga del

contactor y pase hacia la línea de descarga del gas sobrante. El sobrante ocurre cuando la contaminación de glicol causa la formación de espuma, también sucede cuando el régimen de gas es suficientemente alto para quitar el líquido en la bandeja superior y formar una espuma demasiado espesa para el eliminador de niebla. El régimen de gas debe reducirse para eliminar el sobrante.

El control de nivel de glicol. El control de nivel (Level Controller) de glicol en el contactor es importante para la estabilización de la operación. El controlador de nivel debe ajustarse para mantener un régimen uniforme de flujo de glicol desde el contactor. Es preferible mantener hacia afuera a un flujo constante de glicol y dejar que el nivel dentro del contactor varíe unas pocas pulgadas, que mantener un nivel constante en el contactor y dejar que el flujo hacia afuera fluctúe. Oledas en el régimen de flujo que sale pueden hacer que el rehervidor opere deficientemente y se sobrecargue.

El separador con glicol para el gas condensado

El separador con glicol para el gas condensado (Gas Condensate Glycol Separator), conocido también como tanque de expansión instantánea, recupera los hidrocarburos líquidos y los gases extraídos del contactor por la solución de glicol. El gas sale por el tope del recipiente y es venteado ó puede usarse para suplir el gas combustible requerido en el rehervidor.

La separación de hidrocarburos líquidos del glicol antes de que entren al rehervidor proporciona varios beneficios:

1. Reduce la carga sobre el filtro de carbón.2. Previene la formación de carbón en el tubo de fuegos del rehervidor.3. Previene la contaminación del glicol en la columna de destilación, que puede

resultar en inundación, perdida de glicol y posible daño a la columna.

Válvula de control de presión. Una válvula de control de presión (Pressure Relief Valve), mantiene una contrapresión en el recipiente entre los 50 a 85 Psig (345 a 587 kPa), cualquier exceso de gas es descargado por esta válvula de contrapresión.

Sistemas para el control de nivel. En los separadores con glicol para el gas condensado se instalan dos tipos de sistemas para el control de nivel. El sistema superior regula el flujo de hidrocarburos líquidos descargados del recipiente. El sistema inferior regula el flujo de glicol del recipiente.

Los filtros. Los filtros se instalan en la corriente de glicol, para eliminar sólidos y otros contaminantes que puedan causar espuma y taponamiento, hay dos tipos de filtros usados comúnmente, un tipo se usa para eliminar sólidos y el otro para remover

contaminantes disueltos. Para eliminar sólidos se usan mallas finas, tipo media o filtros de cartucho. Las partículas solidas causan erosión en los pistones de la bomba, cierres en las válvulas y discos, formación de espuma y taponamiento del equipo.

Los filtros de media son los más utilizados para eliminar sólidos, contienen elementos cilíndricos que se remplazan cuando están recubiertos con sólidos. Un manómetro de presión diferencial, mide la caída de presión a través de los elementos, una caída de presión de 3 a 6 Psig (21 a 41 kPa) es normal cuando el glicol fluye por los elementos. La caída de presión incrementa cuando los elementos remueven el material solido y se taponan eventualmente. Cuando la presión diferencial está entre los 15 a 20 Psig (104 a 138 kPa), los elementos deben reemplazarse para no suspender el flujo de glicol.

Para eliminar los contaminantes disueltos se usan filtros de carbón activado, cuando el glicol contiene cantidades medibles de hidrocarburos livianos, el filtro de carbón debe ser cambiado y reactivado frecuentemente. La mayoría de los sistemas de glicol no pueden ser operados exitosamente sin la absorción de carbón. Hay dos tipos de filtro de carbón activado:

o Sistemas pequeños usan un envase de carbón con cartucho

reemplazable.

o Sistemas grandes usan un recipiente lleno de carbón suelto con carbón

granulado activado, cuando se usa este recipiente, las partículas de carbón, conocidas como finos, deben ser retenidas para evitar que entren en la unidad de deshidratación con glicol. Esto es importante cuando se pone en servicio un lecho fresco de carbón, cuando el nivel de contaminantes en el glicol incrementa, el filtro de carbón debe ser reemplazado. Deben hacerse pruebas mensuales para determinar el nivel de contaminación.

El regenerador

El regenerador es una combinación del rehervidor de glicol y la columna de destilación. Funcionan juntos para regenerar el glicol rico, haciéndolo pobre de nuevo y listo para ser usado en la columna del contactor.

El rehervidor (Reboiler). Suministra calor para separar glicol y agua por simple destilación. El glicol se caliente hasta temperaturas de 380 a 400 ºF (193 a 204 ºF), para remover suficiente vapor de agua y así regenerar entre 98.5 a 99 % de glicol. La temperatura del trietilenglicol no debe exceder los 400 ºF (204 ºC), pues el TEG empezara a descomponerse a temperaturas mayores. Los rehervidores pueden ser de fuego directo ó calentados por vapor o petróleo caliente.

El rehervidor de fuego directo (Direct Fired Reboiler), el cual tiene una caja de fuego removible y un tubo de fuego, a menudo se usa. Un vertedero (Weir) de sobreflujo mantiene el nivel de glicol en el rehervidor. El exceso de glicol se derrama sobre el vertedero y fluye por gravedad entro del tanque de compensación (Surge Tank), cuando el nivel de glicol es bajo en el tanque, se adiciona glicol fresco en el rehervidor para que este pueda ser secado antes de llegar al tanque de compensación.

En la columna de destilación, localizada sobre el rehervidor, donde toma lugar la destilación de vapor de agua del glicol. Las columnas de destilación (Still Column) son normalmente columnas empacadas con condensadores finos o espirales de reflujo en el tope, estos enfrían el vapor de agua que sale de la columna y recuperan el glicol arrastrado. La cantidad de glicol que se pierde con el vapor de agua que sale de la columna, es controlada por la temperatura del vapor de agua, esta temperatura llamada temperatura de la parte alta del destilador, debe ser ajustada el al punto de ebullición de agua pura. Normalmente la presión será la atmosférica, 14.7 Psia al nivel del mar y la temperatura de 200 ºF (100 ºC). La operación de sistemas por encima del nivel del mar, requerirán temperaturas más bajas debido a presiones más bajas. Sistemas con contrapresión requerirán temperaturas mayores.

Si la temperatura de la parte alta del destilador, es mayor que el punto de ebullición del agua pura, se formara sobrante de glicol y las perdidas serán mayores.

Si la temperatura de la parte alta del destilador es menor que el punto de ebullición, demasiada agua se recondensara del glicol, esto causara un incremento en los requerimientos de calor y combustible.

Cuando el régimen de flujo de glicol excede los límites máximos de diseño, se inunda la columna. La inundación de la columna (Column Flooding) es cuando la columna de destilación se llena de líquidos, esto ocurre cuando el glicol que alimenta la columna tiene una alta concentración de hidrocarburos livianos, estos hidrocarburos se destilan del glicol y se condensan en el extremo superior de la columna. La inundación de la columna no permite la separación adecuada del agua y del glicol. Cuando la columna se inunda se puede perder glicol rico por la línea de venteo.

El tanque de compensación (Surge Tank) almacena glicol regenerado para la succión de la bomba y está localizado normalmente debajo del rehervidor, vapores que son atrapados en el tanque de compensación podrían estancar con vapor a la bomba de circulación, por tanto una línea de venteo (Vent Line), es suministrada para eliminar los vapores del tanque.

Bombas

La mayoría de las unidades pequeñas usan una bomba hidráulica, mientras que las unidades grandes usan generalmente una bomba reciproca eléctrica. En ambos casos la bomba es importante para la unidad porque tiene las únicas partes móviles en el sistema. Antes que el glicol rico entre a la bomba, pasa por un filtro que elimina las partículas grandes. Las fugas pueden ser un problema para las bombas. El mantenimiento adecuado del pisa empaques y el uso de un empaque recomendado por el fabricante, minimizan este problema.

Tipos de intercambiador de calor

Se usan dos tipos de intercambiadores de calor para enfriar el glicol en una unidad, de glicol a glicol, y de glicol a gas. El glicol pobre que sale del tanque de compensación debe ser enfriado antes de entrar al contactor, el enfriado permite al glicol pobre absorber la máxima cantidad de agua del gas en el contactor. Los intercambiadores de calor son muy importantes para la eficiencia de toda la operación de la unidad de deshidratación, reduce la cantidad de calor requerido por el rehervidor y permite el secado máximo del gas en el contactor.

La primera etapa de enfriamiento del glicol, ocurre en los intercambiadores de calor glicol a glicol (Glycol to Glycol Heat Exchangers), estos dos intercambiadores enfrían los 400 ºF (204 ºC) del glicol pobre que viene del tanque de compensación a una temperatura de 212 ºF (100 ºC).

La etapa final de enfriamiento de glicol pobre ocurre en el intercambiador de calor glicol a gas (Glycol to Gas Heat Exchanger), el gas seco sale del contactor, pasa por el intercambiador de calor glicol a gas, donde este enfría el glicol pobre entrante hasta unos 10 o 15 ºF (5 a 7 ºC), por encima de la temperatura del gas natural entrante. En unidades pequeñas, este intercambiador puede ser de doble tubería, que es literalmente una tubería dentro de otra; glicol pobre entra por la tubería externa, fluye alrededor del gas de salida en la tubería interna. Unidades más grandes utilizan el intercambiador de calor tipo tubería o cilindro. La temperatura del glicol antes y después de pasar el intercambiador de calor, muestran en qué condiciones están las superficies del intercambiador, como las superficies del intercambiador se van ensuciando mas y mas, la diferencia de temperatura a través del intercambiador decrece, indicando que el intercambiador no es tan eficiente como antes, cuando esto ocurre se necesita más gas para encender el rehervidor.

IMPORTANCIA DEL ACONDICIONAMIENTO DEL GLICOL Y LAS FORMAS DE REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE GLICOL

Las temperaturas de operación en el contactor, rehervidor y en la parte alta del destilador

En el contactor las temperaturas del gas de entrada y de glicol, afectan la cantidad de agua eliminada del gas saturado, sabiendo que a presión constante, el gas natural puede mantener más agua cuando la temperatura del gas se incrementa. Esto significa que si mantenemos baja la temperatura del gas de entrada, la unidad tendrá que eliminar menos agua del gas. También se desea mantener al mínimo la temperatura del glicol pobre cuando entre al contactor, pero con 10 a 15 ºF (5 a 7 ºC), por encima del gas entrante, por varias razones y ventajas:

1. El glicol tibio absorbe agua más fácilmente que el glicol caliente.2. Estamos tratando de mantener fría la temperatura del gas, para que el gas que

entra, tenga menos agua.3. Ayuda a prevenir la condensación de hidrocarburos.

La temperatura del rehervidor es importante porque controla la concentración de agua en el glicol pobre. A presión constante, temperaturas más altas en el rehervidor resultan en mayor pureza del glicol. El rango de temperatura para el TEG debe ajustarse entre 380 a 400 ºF (193 a 204 ºC), porque queremos un rango mayor que la temperatura de ebullición del agua 200 ºF (100 ºC), para que el agua pueda eliminarse rápidamente; pero, menor que la temperatura donde el glicol comienza a degradarse a los 404 ºF (207 ºC).

La columna de destilación remueve agua del glicol rico y recaptura el glicol tratando de salir con el vapor de agua. El rango de temperatura que queremos ajustar para la temperatura en la parte alta del destilador está entre la de ebullición del agua, 212 ºF (100 ºC) y la de ebullición del glicol, 546 ºF (286 ºC). El rango recomendado para la temperatura en la parte alta del destilador es de 212 a 215 º F (100 a 102 ºC), a nivel del mar. Una temperatura baja en la parte alta del destilador, puede causar sobrecargas del hervidor y consumo excesivo de combustible. Una temperatura alta en la parte alta del destilador, puede causar perdidas de glicol debido a la vaporización.

Las presiones de operación en el contactor, regenerador, filtros y separador GCG

Si se opera el contactor por debajo de la presión de diseño adecuada, se tendrán problemas. A temperatura constante el contenido de agua del gas de entrada incrementa cuando la presión decrece, causando que la unidad trabaje más fuerte para secar el gas. A regímenes constantes de gas, la velocidad del gas en el contactor aumenta cuando la presión disminuye, causando problemas con sobrantes.

La presión del regenerador aumentara si hay taponamiento o inundación en el empaque del destilador. El aumento de presión en el regenerador evita que se hierva el agua del glicol, requiriendo mayores temperaturas en el rehervidor. Esto malgasta más combustible y puede llevar a la degradación del glicol.

Tan rápido como funcione el filtro, una caída de presión de 3 a 6 Psig es normal siempre y cuando el glicol fluya a través de los elementos. La diferencial de la presión aumenta cuando el elemento se tapona. Se deben cambiar los elementos del filtro cuando esta diferencial aumenta de 15 a 20 Psig.

La presión de operación en el separador con glicol para el gas condensado es de 50 a 85 Psig (345 a 587 kPa). La contrapresión se mantiene con un regulador controlado con presión

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Se deben poder prevenir problemas costosos de operación tales como las pérdidas de glicol, espuma y corrosión. Para operar eficientemente se deben minimizar las pérdidas de glicol. Las perdidas ocurren debido a la vaporización, arrastre y fugas mecánicas. Las condiciones típicas que afectan las pérdidas de glicol incluyen:

Sobrantes con el gas de salida saliendo del contactor. Fugas en la bomba y conexiones de tubería. Alta temperatura en la parte alta del destilador Columna del contactor operando a regímenes excesivos de gas. Espuma Cambios rápidos en el régimen de gas.

Para saber si está operando eficientemente, se deben tomar muestras de glicol en el campo, someterlas a pruebas de laboratorio, interpretar los resultados y después hacer los ajustes necesarios, para alcanzar la máxima eficiencia del secado. Se puede averiguar mucho analizando el glicol y así identificar áreas problemáticas:

El porcentaje del peso del glicol (Glycol Weight %). Se refiere a la cantidad de glicol en la solución de glicol, conocido también como pureza del glicol. El glicol pobre debe contener 98.5 a 99.9 % de glicol. El contenido del glicol rico varía de 93 a 96 % de glicol.

El contenido de agua (Water Content). Se refiere a la cantidad de agua en la solución de glicol. Un bajo contenido de agua en el glicol pobre es vital para la buena deshidratación. El contenido de agua en el glicol pobre, no debe exceder el 1.5 %, si excede del 1.5 %, la temperatura del rehervidor está demasiado baja y/o un calentador no está funcionando. El contenido de agua en el glicol rico no debe ser mayor del 5 ó 6 %.

La distribución del contenido de agua se refiere a la diferencia entre el glicol rico y pobre. Una distribución demasiado estrecha es del 0.5 al 2 %, significa que el régimen de circulación del glicol es demasiado alto y deberá disminuirse para

ahorrar energía, minimizar las pérdidas de glicol y mejorar la deshidratación. Una distribución por encima del 4 al 6 %, es muy amplia y significa que el régimen de circulación es demasiado bajo y debe incrementarse. Una buena guía para el régimen de circulación es: por cada libra de agua para remover, usar tres galones de glicol (11 liters / 0.45 Kilograms).

El contenido de hidrocarburos. Se refiere a la cantidad de petróleo, parafina ó condensado en el glicol, hay que mantenerlos debajo del 0.1% ó de otra forma problemas como espuma, taponamiento o suciedad causaran perdida de glicol y una pobre deshidratación del gas. Los hidrocarburos entran al glicol de dos formas:

o Por condensación en el contactor cuando el glicol esta mas frio que el gas

entrante.o Por exceso de contaminantes hidrocarburos del separador de entrada ó la

corriente de gas si la unidad no tiene separador.

El contenido de sal. Se refiere a la cantidad de sal o cloruro en el glicol. Debe mantenerse por debajo del 0.01% por peso ó 100 ppm. Los problemas ocurren cuando el contenido de sal alcanza casi 0.1% por peso ó 1000 ppm. Estos problemas incluyen:

o La formación de sal en el tubo de fuegos del rehervidor, una baja

disminuyendo la transferencia de calor.o Corrosión, la cual eventualmente deteriorara el tubo de fuegos.

o Puntos calientes en el tubo, resultando en la descomposición térmica del

glicol y huecos en el tubo de fuegos.

La sal viaja usualmente en la corriente de gas en una fina mezcla. Si el gas contiene sal excesiva, un separador tipo filtro puede ser usado para eliminar la sal aguas arriba de la unidad de deshidratación.

El Contenido de sólidos. Es la cantidad de sólidos suspendidos en el glicol. Los sólidos suspendidos deben mantenerse debajo del 0.1% por peso, usando filtración. Alto contenido de sólidos en el glicol causa los siguientes problemas:

o Desgaste de la bomba por abrasión.

o Corrosión acelerada y erosión.

o Aumento de la suciedad del tubo de fuego.

o Aumento de pérdida de glicol debido a la espuma.

o Mayores taponamientos

El pH del glicol. El pH es la corrosividad del glicol. El término se usa para expresar acidez o alcalinidad. Está basado en una escala de 0 a 14; 0 a 6.9 es acido; 7 es neutral; 7.1 a 14 es alcalino. Un pH de 7.3 es considerado un nivel de operación seguro. Cuando el pH del glicol decrece, el porcentaje de corrosión del equipo aumentara rápidamente y resultan componentes corrosivos. Aumentar el pH sobre 8 a 8.5 no es deseable, porque una solución de glicol más alcalina tiende a formar espuma y emulsificarse fácilmente. Se debe revisar el pH del glicol periódicamente y mantenerlo en el lado alcalino neutralizando los componentes ácidos con químicos alcalinos.

El contenido de Hierro. Es la cantidad de producto de corrosión en el sistema, el oxido es el más común. Los productos de corrosión vienen con el gas entrante o son el resultado de un sistema del glicol corroído. Si el contenido de hierro excede de 10 a 15 ppm, debe considerarse métodos de prevención.

Las tendencias a formar espuma. La espuma es la tendencia del glicol de formar espuma debido a contaminantes. Estos contaminantes entran al sistema por arrastre del gas. Agua y glicol solos no causaran espuma significante. Pero la combinación de agua, glicol y crudo, crea excesiva espuma. Los problemas importantes asociados con la espuma son:

o Deshidratación inadecuada del gas.

o Excesiva pérdida de glicol cuando su espuma sale del contactor.

o Problemas adicionales del equipo aguas abajo del contactor debido al

sobrante del glicol.

Los problemas de espuma pueden corregirse temporalmente con aditivos antiespumantes que deshacen la espuma. La causa del problema debe ser identificada y corregida. El uso inadecuado de antiespumantes puede incrementar los problemas de espuma. La mejor medida preventiva es la instalación de un separador de gas de entrada debidamente diseñado y un sistema de filtración de glicol.

El buen mantenimiento del filtro del glicol y el control del pH, también son importantes.