Deshidratacin con glicolTodo gas natural est totalmente saturado con vapor de agua cuando es producido de un reservorio subterraneo .Debido a que la mayor parte del vapor de agua debe ser removida del gas natural antes de ser comercializado, todo gas natural est sujeto a un proceso de deshidratacion. Uno de los mtodos ms comunes para la remocin de agua de un gas producido es el glycol. Esta pgina discute los tipos de glicoles que pueden ser utilizados, el proceso usado para remover con glicol, y el control de emisin de aire de las unidades deshidratodoras de glicol.Contenido1 Contenido de vapor de agua2 Descripcin del proceso3 Funcin de un separador de entrada4 Funcin de un contractor o absorvedor5 Funcin de un rehervidor6 Depresin del punto de roco del agua7 Regeneracin del glicol8 Mtodos de mejoramiento de pureza del glicol9 Componentes del sistema circulatorio del glicol9.1 La bomba de circulacin del glicol9.2 Intercambiador de calor9.3 Filtros9.4 Tambor de sobretensin 9.5 Colador9.6 Tanque flash de glicol9.7 Tubera de glicol10 Instrumentacin y controles10.1 Control del flujo de gas10.2 Tasa de circulacin de glicol limpio10.3 Temperatura del rehervidor10.4 Controles del nivel de lquido10.5 Indicadores de presin y temperatura11 Consideraciones de diseo del contratista12 Determinacin del punto de roco del agua13 Checklist de operacin normal14 Diagnstico de problemas14.1 Espuma14.2 Corrosin14.3 No se encuentra el punto de roco del agua15 Importancias ambientales16 Deshidratador de glicol BTEX y control de emisin VOC 17 Nomenclatura18 Referencias19 Trabajos relacionados en OnePetro20 Links externos21 Vea tambin22 Categora Contenido de vapor de aguaEl contenido de vapor de agua de un gas natural en equilibriode saturacin se muestra en la figura 1, el cual es basado en la bien conocida carta de McKetta y Wehe y expandida a 400F en la base de datos de Olds, Sage y Lacy.[1][2] Como se puede observar, el contenido de agua se incrementa con el aumenta de temperatura y disminuye con la presin. Para la venta de gas en las reas ms fras de Norte Amrica, la especificain del lmite de contenido de agua en el gas comercial es 4 lbm/MMscf (4 lbm/millones de pie cbico standard)Para la venta de gas en reas ms clidas, reas sureas, el lmite para el contenido de agua es generalmente 7 lbm/MMscf (7 lbm/millones de pie cbico standard).

Fig. 1Contenido de vapor de agua en equilibrio de un gas natural dulce (Por McKetta, Wehe y Olds et al.).[1][2]Cuando un gas natural es alimentad a una planta turboexpansora para la alta recuperacin de lquido del gas natural (NGL), virtualmente toda el agua debe ser removida antes de que el gas se enfre a muy bajas temperaturas.Hay cuatro glicoles que son utilizados en la remocin de vapor de agua del gas natural o en la depresin de la temperatura de formacin de hidratos. La tabla #1 lista estos glicoles y muestra alguna de las propiedades del material puro, el Etilenglicol (EG) no es usado en la deshidratacin del glicol convencional como se describe abajo. El principal uso del etilenglicol en la deshidratacin del gas natural, es en la depresin de la temperatura de los hidratos en las unidades de refrigeracin. De los otros tres glicoles, el Trietilenglicol (TEG) es el utilizado ms comnmente para la deshidratacin del gas natural por las ventajas relativas con referencia al dietilenglicol (DEG): El trietilenglicol es ms fcil de regenerar a un alto nivel de pureza Las prdidas de vapor son menores Los costos operacionales son menores

Tabla 1El trietilenglicol, debera ser regenerado a temperaturas ms altas que el trietilenglicol para alcanzar la pureza requerida para aplicarla en las unidades de deshidratacin del glicol, es por ello que de los cuatro glicoles el trietilenglicol es el ms adecuado para la deshidratacin del gas natural. En la deshidratacin del glicol, el trietilenglicol es usualmente referido solmente como glicol. Al menos que se especifique lo contrario, esta convencin es utilizada en el resto de esta pgina.

Descripcin del proceso La figura #2 es un dibujo esquemtico del equipamiento del proceso tpico para la deshidratacin del glicol, mientras que el equipamiento del proceso en general es similar para todas las unidades de deshidratacin del glicol puede haber diferencias considerables entre las instalaciones.

Fig. 2Dibujo esquemtico de un equipo tpico de deshidratacin con glicol.

El gas fluye a travs del separador para remover los lquidos condensados o cualquier slido que pueda estar en el gas, algunos absorvedores incorporan al separador en una seccin del fondo del envase, en el cual el gas puede fluir hacia arriba a travs de las bandejas de chimenea hasta la porcin absorvente del glicol en el envase, El contactor del glicol o absorvente puede contener: Bandejas Paquetes al azar Paquetes estructurados, Si es un envase con bandeja contendr, bandeja de capsulas de burbujas. El glicol limpio es bombeado hasta la parte de arriba del contactor por encima de la bandeja superior pero debajo del eliminador de neblina. Las bandejas son inundadas con glicol que fluye de bandeja a bandeja en las secciones inferiores. El gas se eleva a travs de las cpsulas de burbujas y es dispersado como burbujas a travs del glicol en las bandejas. Esto provee el contacto ntimo entre el gas y el glicol. El glicol es altamente higroscpico y la mayor parte del vapor de agua en el gas es absorbido por el glicol. El glicol rico, que contiene el agua absorbida es llevado desde el contactor, cerca del fondo del envase, por encima de la bandeja de la chimenea a travs del control del nivel del lquido y pasa a travs de la seccin de regeneracin. El gas tratado deja el contactor en el tope a travs del eliminador de niebla y usualmente se encuentra con el contenido de agua especfica.El glicol rico puede ser ruteado a travs de la bobina de intercambio de calor en el tope de una columna rehervidora llamado still (fijador). El intercambiador de calor genera algo de reflujo para la separacin del agua del glicol, en el tope del still y tambin de alguna forma calienta el glicol rico. En algunas instalaciones las soluciones ricas pasan a travs del tanque flash que opera entre 15 a 50 psig, el cual permite que el gas del hidrocarburo absorbido se separe del glicol. Entonces el glicol fluye dentro del still a travs de un filtro y un intercambiador de calor, intercambiando calor con el regenerador de glicol. Se cae a travs de la seccin empaquetadora del still hasta el envase del rehervidor del glicol donde es calentado a una temperatura necesariamente alta de regeneracin cerca de la presin atmosfrica. A temperaturas altas, el glicol pierde sus habilidades para retener agua, el agua es vaporizada y se escapa a travs del tope del still. El glicol regenerado fluye a travs del tanque agitador, del cual es ruteado del intercambiador de calor limpio/rico a la bomba de glicol. La bomba aumenta la presin del glicol limpio a la presin del contactor. Con el objetivo de entrar al contactor, ste intercambia calor con el gas seco que deja el contactor o cualquier otro medio de intercambio de calor.

Funcin del separador de entradaLa primera y ms importante pieza del equipo por donde fluye el gas es el separador de entrada. Este envase puede ser un separador, un envase despegador o una unidad pequea construida en el fondo del contactor. Su funcin es separar cualquier lquido condensado del gas antes de que el gas entre al contactor. Si el gas no contiene condensado (hidrocarburo liquido) el envase es un separador bifsico. Si el gas es un gas rico, con algo de condensado, como tambin agua lquida formada a las condiciones de entrada de presin y temperatura en el separador, entonces un separador trifsico es instalado. Es absolutamente esencial que ningunas de los siguientes entren a la seccin del absorvedor. Lquido Condensado AguaEl separador es usualmente equipado con una seccin eliminadora de niebla en el tope del envase, mientras que el gas se mueve a travs de la seccin eliminadora de niebla, pequeas gotas que pueden estar en el gas, coalescern entre la malla de alambre formando gotas ms grandes que caen en el gas dentro de la seccin lquida abajo.El separador de entrada es equipado con controles de nivel de lquido, permitiendo que los lquidos acumulados salgan del envase a travs de las vlvulas de control de nivel. S por alguna razn el nivel de lquido en el envase aumenta por encima de ciertos lmites, una alarma de alto nivel sonar o automticamente se apagar.

Funcin del contactor o absorvedor: El contactor es el envase en el cual la transferencia de masa del agua ocurre del gas al glicol, la mayora de vapor de agua es extrada de la fase gaseosa a la fase lquida del glicol, para que esto ocurra es necesario crear un rea de superficie larga entre el gas y el glicol lquido. Esto se alcanza con las configuraciones especficas de los equipos internos, como a travs de la instalacin de: Bandejas Paquetes estructurados Paquetes al azarLas bandejas ms utilizadas en estas aplicaciones son las bandejas de cpsula de burbuja, como se muestra en la figura 3. El gas fluye por debajo de cada bandeja hasta la cpsula de burbuja y forma pequeas burbujas de gas en el glicol lquido que fluye a travs y por encima de cada bandeja. Despus que fluye a travs de una de las bandejas, el glicol fluye hacia la siguiente bandeja inferior a travs de la bajada, el cual asegura que el gas no pueda saltar ninguna bandeja. Las burbujas de gas proveen un rea de superficie larga necesaria para efectuar la transferencia del agua del gas al glicol. Debido al corto tiempo de contacto en cada bandeja, el equilibrio de transferencia de masa no es alcanzado, muchas bandejas son necesarias en un contactor para alcanzar la deshidratacin necesaria del gas. En el diseo de deshidratadores, los clculos usan fases o periodos de equilibrio terico para determinar cuntas veces el gas y el glicol deben contactarse. Debido a las condiciones dinmicas, el equilibrio de transferencia de masa no es alcanzado-aproximadamente cuatro bandejas son usadas para la fase de equilibrio terico. En la prctica, cerca de 6 a 10 bandejas son instaladas en un contactor, usualmente espaciados entre 24pulg En diseos ms recientes, entre 12 a 14 bandejas son instaladas en absorvedores de glicol para minimizar la circulacin del glicol.

Fig. 3- Ilustracin de una cpsula de burbuja y una bandeja de cpsula de burbuja en un contactor.Los empaques estructurados consisten en un arreglo interno de hierro corrugado a travs del cual el glicol fluye hacia abajo como una pelcula fina. Los elementos del empaque estructurado son mostrados en la figura 4 . El gas fluye hacia arriba a travs del empaque estructurado y est en un contacto intimo con una alta rea de superficie del glicol que fluye hacia abajo como una pelcula en el empaque. Esto crea un modelo muy eficiente para que ocurra la transferencia de masa. El diseo para el peso del empaque requerido est relacionado con el numero de fases tericas requeridas, los suministros de los empaques estructurados han desarrollado la relacin del peso del empaque por las fases de equilibrio terico, cuando se usa un empaque estructurado es esencial que el glicol sea distribuido a travs del tope del empaque para asegurar que una alta rea de superficie es prevista por el glicol que fluya hacia abajo, es tambin esencial que el hierro este suficientemente limpio de manera que el hierro este en contacto con el glicol.

Similarmente, al azar, los empaques de varios tipos pueden ser utilizados en contactores de glicol para crear un rea de superficie para la transferencia de masa, varios tipos de empaques al azar son ilustrados en la figura 5 . De nuevo el peso total del empaque en el envase est relacionado al nmero de etapas tericas usadas en el diseo y el peso de los empaques por fases tericas, los suministros de los empaques estn relacionados por el peso de los empaques para fases tericas.

Fig. 5- Ilustracin de los tipos de empaques al azarFuncin del rehervidor El glicol rico que deja el absorvedor debe ser regenerado a una alta pureza de manera que pueda ser recirculado al absorvedor para continuar su funcin de deshidratacin. La regeneracin es alcanzada en el rehervidor y en la columna still arriba del rehervidor.El glicol rico es precalentado a travs del intercambiador de calor con el glicol regenerado y entra por el tope del still a presin atmosfrica. Al calentar el glicol en el still y rehervido cerca de su punto de ebullicin, el glicol libera virtualmente toda el agua absorbida a cualquier componente y es enfriado para su re-uso. El calor es usualmente suministrado a travs de una tubera de fuego o caliente en el rehervidor en el cual el gas natural es quemado. La tubera de fuego est siempre sumergida en el glicol, teniendo a l glicol fluyendo desde el rehervidor hasta una tubera o presa, el cual est ms alto que el tope de la tubera de fuego.

Depresin del punto de roco del aguaEl punto de roco del agua es la temperatura a cualquier presin en el cual el gas natural es saturado con agua. Debido a que el gas comercial generalmente tienen unas especificaciones de contenido de agua mximo en masa por unidad de volumen (ejemplo: 4lbm/MMscf) es necesario determinar de la figura 1 la temperatura del punto de roco a la presin del contactor. Por ejemplo: S la presin tratada fuera 1000 psia, entonces la temperatura de punto de roco para 4lbm/MMscf podra ser 18oF. S la presin tratada fuera de 500 psia la temperatura del punto de roco seria 5oF.El objetivo general de la deshidratacin es remover una cantidad suficiente de agua del gas natural de manera que el contenido de agua permitida mxima en el gas tratado sea alcanzado. S el gas no ha sido procesado, entonces el gas que entra al contactor de glicol est totalmente saturado con agua a presin y temperatura de separador por encima del contactor. La depresin del punto de roco a obtener est a lo ms bajo de la temperatura proveniente desde el punto de roco de la temperatura del separador a la temperatura de la presin del separador donde el contenido de agua alcanza el lmite especfico para la deshidratacin del gas. El siguiente ejemplo muestra la diferencia en la depresin del punto de roco y la cantidad de agua ha ser removida por MMscf, si el gas est entrando al contactor de glicol a 90oF y a 1000 psia o a 500 psia. La especificacin de contenido de agua en este ejemplo es 4lbm por MMscf para el gas tratado.Ejemplos de depresin de punto de roco del agua para dos presiones operacionales como se muestran a 90oF Contenido de agua a 1000 psia y 90oF= 45lbm/MMscf (Fig 1) Temperatura de punto de roco para 4lbm/MMscf y 1000 psia= 18oF (Fig 1) Agua removida= 45-4= 41lbm/MMscf Presin del punto de roco= 90oF-18oF= 72oF Contenido de agua a 500 psia y 90oF= 78lbm/MMscf Temperatura del punto de roco para 4lbm/MMscf y 500 psia= 5oF Agua ha ser removida= 78-4= 74lbm/MMscf Depresin del punto de roco= 90oF-5oF= 85oFLa figura 6 provee una correlacin del equilibrio del punto de roco del agua cuando el gas est en contacto con trietilenlicol de varias purezas a diferentes temperaturas de contacto. En operaciones actuales, el equilibrio no es alcanzado en ninguna bandeja. Para lograr la tasa de transferencia del agua del gas al glicol, una aproximacin de temperatura de equilibrio de 10oF a 20oF es usado en el diseo de unidades de deshidratacin del glicol. Por ejemplo: asumiendo a 10oF una aproximacin realista para alcanzar la temperatura del punto de roco de 18oF a 1000 psia de presin de contacto un equilibrio de punto de roco de 8oF, (18oF-10oF aproximadamente) es usado en el diseo de las unidades de deshidratacin del glicol. A una temperatura de contacto de 90oF, la pureza del glicol debe ser cerca de 98,8% para alcanzar el equilibrio del punto de roco de acuerdo a la figura 6. De otra manera a una presin de contacto de 500 psia y 90oF, la pureza del glicol debe ser aproximadamente de 99,3% para deprimir el punto d roco del agua a -5oF con una aproximacin de 10oF. Mientras ms baja es la temperatura del punto de roco del agua que se requiere para el gas tratado, ms alta la pureza del glicol tiene que ser.

Fig. 6- Temperatura de punto de roco del agua en equilibrio vs. temperatura a varias concentraciones de TEGRegeneracin del glicol El grado de remocin del agua del gas natural por glicol o de la depresin del punto de roco del agua del gas, depende de ciertas condiciones: La pureza del glicol La tasa de circulacin del glicol (hasta ciertos lmites) El numero de fases de contactos (bandejas) o peso de los empaques La cantidad de agua en el gas de entrada, el cual depende de la presin y la temperatura del gasEstos parmetros deben ser considerados en las etapas del diseo del contactor, en adicin a la tasa mxima, la presin y la temperatura del gas. Mientras ms alta la pureza del glicol, ms efectiva es la depresin de la temperatura del punto de roco. S la pureza del glicol es insuficiente, el aumentar la circulacin del glicol no alcanzar necesariamente la deshidratacin deseada del gas.Mtodos para alcanzar la pureza del glicolEn algunas situaciones operacionales, una pureza alta de glicol es requerida y no puede ser alcanzada por la temperatura en el rehervidor del glicol solamente. Hay muchas maneras para alcanzar la pureza del glicol mas all que el alcanzado en el rehervidor. Uno de los tantos mtodos es la aplicacin de una pequea cantidad de gas despojador en la seccin de regeneracin. La figura 7 muestra el efecto de usar el gas despojador para alcanzar la pureza de la solucin del glicol simple. El gas despojador es simplemente una corriente pequea de gas natural el cual fluye en el glicol caliente. El flujo de este gas es usualmente regulado manualmente con una pequea vlvula de aguja y es medido por rotmetros pequeos.

Fig. 7- Efecto del gas despojador en concentraciones de TEGHay varias maneras para seguir el gas en el glicol caliente. Una de las maneras es simplemente hacer fluir el gas en el glicol por debajo de la lnea inferior del rehervidor al tambor o directamente en el glicol, en el envase del rehervidor a travs de una tubera perforada debajo del tubo de fuego. La otra forma es instalar una columna empaquetadora pequea entre el rehervidor y el tambor y admitir el gas en la base de esta columna. Al conectar el glicol caliente con el gas natural, una pequea cantidad adicional de agua es despojada del glicol en el gas, aumentando la pureza del glicol limpio. S una columna empaquetadora es usada como un medio contactor entre el glicol y el gas despojador, la eficiencia despojadora es considerablemente mejorada como se muestra en la figura 7.El gas despojador que es aadido al glicol en la seccin de regeneracin es admitido a la atmosfera con el vapor de agua liberado, al menos que el vapor de la columna still sea ruteado a el calentador o a un incinerador, o sea capturado por un compresor y recomprimido.Componentes de un sistema de circulacin de glicol La bomba circuladora de glicolLa circulacin del glicol se realiza con una bomba recproca, la bomba es llevada por un: Un motor elctrico la presin del gas natural una presin alta, un retorno del glicol rico proveniente del contactorLas bombas de motores elctricos son usualmente usadas en instalaciones de deshidratacin donde la energa elctrica est disponible. En instalaciones de campo, una bomba encendida con gas natural o una bomba encendida con glicol puede ser usada. En el ltimo caso, la presin alta, el glicol rico, con la asistencia de una pequea cantidad de gas a presin alta, que fluye a fuera del contactor, es utilizado para proveer la potencia necesaria para arrancar la bomba. La tasa de bombeo requerida en el campo en las unidades de deshidratacin son usualmente pequeas. Por consiguiente una bomba sencilla es usada normalmente. Cuando la tasa de gas es alta se utiliza una bomba doble o triple. Los principales problemas con una bomba de glicol son fugas a travs del empaquetamiento alrededor del mbolo, como tambin vlvulas que se pegan. S la tuerca del empaque est muy ajustada la barra puede atascarse. Usualmente, una bandeja pequea es colocada debajo de la bomba o debajo de la porcin del mbolo de la bomba que contiene la fuga de glicol.Intercambiador de calorDebido a que el glicol debe ser enfriado relativamente cuando entra al absorvedor y es calentado cerca de su punto de ebullicin para la regeneracin, el lquido est continuamente sujeto al calentamiento y enfriamiento. Para minimizar el uso de la energa en la regeneracin del glicol a temperaturas altas, muchas oportunidades de intercambio de calor son construidas en la mayora de los sistemas de circulacin de glicol. El intercambio de calor usualmente ocurre en ciertas locaciones: bovina en el tope del rehervidor still bovina en el tanque o en el intercambiador de calor separado entre el glicol rico y el pobre Intercambiador de calor de tubo en tubo por delante del absorbedor de glicol o una bobina en la parte superior del absorbedorEn algunos casos, un intercambio de calor adicional es necesario para intercambiar calor con el aire, para enfriar el glicol pobre que prosigue al contactor. Es necesario limitar la temperatura del glicol limpio a unos pocos grados por encima de la temperatura del gas para aumentar la absorcin del agua al glicol. Temperaturas muy altas del glicol reducen la transferencia de agua del gas al glicol, y el punto de roci el agua puede que no se alcance. Esto es frecuentemente el problema en las operaciones en el verano, en el cual el gas es deshidratado despus de la compresin. En das calurosos, el glicol, as como tambin el gas, pueden estar por encima de las temperaturas normales. Usualmente, al intercambiar calor con el gas seco a travs de un intercambiador de tubera doble o a travs de una bovina en el tope del contactor en pequeas unidades, la temperatura del glicol es ajustada a pocos grados por encima de la temperatura del gas que deja al contactor.FiltrosEs muy importante mantener el glicol en condiciones tan limpias como sean posibles. Por esta razn los filtros son incorporados siempre en los sistemas de circulacin de glicol. Estos filtros son usualmente filtros de partculas y filtros de carbn.Los filtros de partculas tienen como objetivo remover slidos de dimetro hasta 5 micrmetros. Los slidos pueden ocurrir por corrosin en los sistemas de glicol. Los filtros de carbn son designados para remover impurezas disueltas, tales como aceites de compresor o condesado de las soluciones de glicol. Los filtros de partculas son usualmente instalados en el lado de glicol rico y estn en operacin todo el tiempo. Los filtros de carbono pueden pasarse todo el tiempo, si no hay hidrocarburos disueltos en el glicol. Las impurezas en la solucin de glicol pueden generar espuma en el contactor o en el still.Tambores de sobretensinDebido a que el glicol que est siendo circulado puede no siempre fluir de forma pareja a la misma tasa durante todo el sistema, el tambor de sobretensin, es requerido que pueda manejar cualquier sobretensin en la tasa de circulacin. El rehervidor siempre contiene un nivel de lquido por encima de la tubera de fuego. El nivel de glicol en el absorvedor o en el tanque flash, son esencialmente constante pero puede fluctuar ligeramente. Debido a esto, hay necesidad para un envase que pueda absorber ligeramente diferencias temporales en el flujo de circulacin entre varios envases, as como tambin la expansin trmica del glicol en el arranque.El tambor de sobretensin es usualmente localizado por debajo del rehervidor o por lo menos por debajo del nivel de glicol en el rehervidor. El nivel de glicol en el tambor de sobretensin es importante debido a que en algunos casos hay un intercambio de calor en la bovina del tambor de sobretensin, como se explic anteriormente. El nivel de glicol en el tambor de sobretensin debera estar a 2/3 del nivel mximo. El nivel del lquido en el tambor de sobretensin es un punto que es usualmente chequeado por los operadores. S el nivel es ms bajo del normal, esto puedes ser un indicador de problemas como: Perdidas altas de glicol con el gas tratado Perdidas con el vapor que deja el rehervidor retencin en uno de los envases fugas en tuberasColador Un colador debe ser siempre instalado aguas arriba de la succin de la bomba de glicol. El colador de glicol asegura que no haya partculas solidas en la bomba de glicol. El principal problema de que entren slidos es que pueden bloquear la succin o descargar vlvulas y prevenir que la bomba bombee a su mxima eficiencia.Tanque flash de glicolCada vez que un gas est en contacto con un lquido a presiones elevadas, tal como el gas natural y el glicol en el contactor, algo del gas fsicamente se disuelve en el lquido. Mientras ms alta la presin de contacto, ms gas se disuelve en el lquido. Es por ello, que algo del gas natural se disuelve en el glicol, en el absorbedor en adicin al vapor de agua. Cuando el glicol alcanza el tanque flash su temperatura ha sido elevada a travs de la bovina en el rehervidor, y la presin en el tanque flash es mucho menor, generalmente entre 15 y 50 psig, que la presin en el contactor. En vista de estas condiciones cambiantes de presin y temperatura entre el absorvedor y el tanque flash, la mayora de los gases disueltos envuelven el glicol en el tanque flash.En sistemas ms largos, el tanque flash de glicol puede disearse en un separador trifsico para ayudar a remover cualquier condensado que logre entrar en el glicol. Estos separadores aumentan a vida operacional de los filtros aguas abajo.

Tubera de glicolTodas las vlvulas a travs del cual circula el glicol se interconectan con la tubera de acero. Glicol es una sustancia que es propenso a fugas a travs de las conexiones roscadas en las tuberas, as como a travs del relleno en mbolos de la bomba de glicol. Por esta razn, algunos operadores prefieren soldarlas de tuberas en lugar de la tubera roscada para el sistema de glicol. Hay, sin embargo, muchos sistemas de glicol roscados que han prestado servicio libre de fugas.Debido a que la tasa de bombeo es generalmente pequea, la tubera en la mayora de las instalaciones de campo es de pequeo dimetro. Es importante chequear la tubera por fugas y repararlas lo ms pronto posible.Instrumentacin y controlLa mayora de las unidades de deshidratacin son suficientemente automticas, de manera q pueden ser manejadas sin asistencia. El grado de control automtico de los equipos puede variar considerablemente y depende largamente de las especificaciones de los dueos de la compaa. La discusin en esta seccin resalta los principales puntos de control, los cuales pueden ser considerados como el mnimo control de las unidades de deshidratacin. Los controles se relacionan principalmente: los flujos gaseosos las temperaturas presiones, circulacin de glicol, concentracin de glicol limpioLos medidores de presin deben ser instalados: en todos los envases incluyendo los rehervidores en las descargas a los lados de la bombas Similarmente los termmetros deben ser instalados en todos los envases as como por encima y despus de todos los equipos de intercambio de calor, o en lneas tanto fras como calientes.Control del flujo de gasEl flujo de gas es usualmente controlado con una vlvula de control de flujo aguas arriba de la entrada del separador. El operador puede configurar el flujo a una tasa especfica, si la tasa configurada no es la q se alcanza entonces la vlvula se abre totalmente permitiendo que fluya el gas y que entre al separador y al contactor. Aguas abajo del contactor puede haber un medidor, el cual mida el flujo de gas, o el medidor tambin puede ser localizado aguas arriba del separador. En algn punto aguas abajo del contactor, hay usualmente una vlvula de presin posterior. Esta vlvula asegura que la presin en el contactor sea estable sin cambios abruptos. La presin es configurada cerca de la presin de lneas de aguas abajo para asegurara la operacin estable del contactor. Tasa de circulacin del glicol simplePara alcanzar la depresin del punto de roci del agua requerida, es necesario circular una cierta cantidad de glicol limpio por libra de agua para ser removido del gas. La tasa de circulacin del glicol depende en muchas condiciones, las cuales se interrelacionan. Estas condiciones son: Pureza del glicol limpio, despus de la regeneracin, el cual depende de la temperatura del rehervidor, ya sea que se utilice o no gas despojador, con una fase o cero fase que contacte el gas despojador. Contenido de agua del gas el cual depende de la temperatura del gas y de la presin en la entrada del separador. Numero de bandejas actuales o ( peso equivalente del empaque) en el contactor temperatura de diseo aproximado en el contactor. En general una tasa de circulacin de 3 a 5 galones de glicol limpio por libra de agua para ser removido del gas es requerido. S la pureza del glicol no es suficientemente alta, ninguna circulacin dada puede dar la depresin del punto de roci necesario. Usualmente hay un intento de igualar la tasa de circulacin a la tasa mnima requerida para alcanzar el manejo necesario. La sobrecirculacin tiene desventajas: La carga de calor en el regenerador es aumentada, requiriendo mas consumo de gas combustible. El retorno de glicol limpio al contactor esta a una temperatura mucho ms alta debido a menor eficiencia de transferencia de calor Ms hidrocarburos son absorbidos, especialmente componentes como el benceno, tolueno, etil benceno y xileno BETX, si estos componentes se presentan en el gas. Gas cido adicional es absorbido, s el gas cido ha sido deshidrato.Debido a la preocupacin que hay de la absorcin de otros componentes aparte del agua, as como de la eficiencia de la energa, la circulacin del glicol debe configurarse para remover solamente al agua requerida. En las instalaciones de campo, que utilizan bombas de gas, las bombas son configuradas a una tasa requerida de bombeo por una vlvula de control de gas. Esta es usualmente operada por una vlvula de forma manual. El fabricante de la bomba provee una carta o una tabla, que muestre la tasa de bombeo en unidades volumtricas por tiempo vs. el nmero de fuerzas de la bobina por minuto.Temperatura del rehervidorLa temperatura del glicol en el rehervidor determina largamente la pureza en el cual el glicol es regenerado. Sin embargo, hay un lmite en la temperatura en la cual el glicol puede ser calentado. Este lmite est a unos cuantos grados por debajo de la temperatura de descomposicin, como se muestra en la tabla 1, debido a que a la temperatura por encima las molculas de glicol se rompen. En vista de esto la temperatura normal en el cual el gritienglicol TEG es calentado en el rehervidor es cerca de 380 a 390 F, esta tasa de temperatura resulta en una pureza de glicol limpio de slo por debajo del 99% en una base msica, siendo el 1% restante el agua.Debido a esto, es muy importante controlar la temperatura del rehervidor en un rango entre 380 a 390 F o algn otro rango que provea una regeneracin adecuada del glicol rico. En la mayora de las unidades de deshidratacin de glicol, el calor para regenerar es suministrado por quemar pocas cantidades de gas en las tuberas de fuego en los envases de los rehervidores. El tamao de estos envases est determinado por la tasa de diseo mxima de la circulacin del glicol, y el tamao de las tuberas de fuego est diseado para un lmite de flujo de calor del fuego a travs de las tuberas de acero del glicol en el lado de la coraza de los tubos de fuego. Mientras ms larga sea la tubera de fuego, ms baja es la transferencia de calor por unidad de rea. Las llamas deberan arder por la mayora de la tubera, deberan tener una llama intensa enfrente del quemador. La tubera de fuego debe estar diseada para una transferencia de calor por pie cuadrado de tubera de fuego no mayor de 7000 btu /h. Un termo pozo localizado en la coraza del rehervidor e inmerso en el glicol es equipado con un regulador de temperatura que controla el suministro de gas del intrumento a una vlvula de control del suministro de gas en la lnea del quemador. Al configurar el regulador a una temperatura deseada, el flujo de gas al quemador es automticamente controlado, resultando un rango de temperatura operacional normal para el rehervidor. Un encendedor piloto ignicia el gas al quemador principal cuando el controlador permite que el gas fluya. El control del rehervidor tambin incluye un bloqueador de temperatura alta y un bloqueador de suministro de combustible en caso de que haya una falla en el encendedor piloto.La mayora de los rehervidores de glicol son equipados con un para llamas en la entrada del aire del quemador. El supresor de llamas consiste en una sbana de metal delgada con suficiente espacio entre el metal que permita suficiente aire a travs del supresor del quemador. Si una fuente externa de vapor es flamable es succionada con el aire a travs del supresor de llamas, como los vapores que no se queman afuera del supresor, as como la temperatura del gas es enfriado de bajo del punto de ignicin, esto prev una explosin o un incendio.Controles de nivel de lquidosLa principal preocupacin del nivel, es el nivel del lquido condensado en el separador de entrada. Este depsito puede ser un separador bifsico o trifsico. Es muy importante que no fluya lquido condensado con el gas en el contactor. Si el condesado o agua salada entra en el contactor, el resultado puede ser espuma o depsitos de sal en el tubo de fuego. Hidrocarburos pesados eventualmente engomaran el empaque en la columna del rehervidor o en la bobina del filtro. El botaje de hidrocarburos en el still podra daar el empaque en la columna still. En vista de esto, la mayora de las unidades de glicol est equipada con alarmas de alto nivel y de bloqueadores, los cuales se activan cuando los niveles de lquido se exceden en la entrada del separador.

El nivel del glicol en el contactor es importante tambin, como cualquier aumento por encima del nivel de la tubera de entrada del gas puede resultar en la interrupcin de la circulacin del glicol debido al retorno insuficiente de glicol. Ambos lquidos del nivel, en la entrada del separador y en el contactor son controlados por niveles flotadores de lquidos y vlvulas de salida.

Cuando un tanque flash es empleado, tambin es importante asegurar que el nivel del glicol se mantenga a cierto nivel. La vlvula de salida del lquido debe ser del tipo estrangulamiento para asegurar un flujo estable y suelto de glicol rico en regenerador. El nivel de glicol en el tambor de sobretensin puede ser de 2/3 a 3/4 lleno. En unidades pequeas, la bobina del intercambiador de calor est en el tambor de sobrepresin y a sido totalmente sumergida para una transferencia de calor efectiva.

Indicadores de presin y temperatura Todos los envases estn usualmente equipados con medidores de presin as como tambin vlvulas de alivio de presin. Un operador que chequee la operacin de la unidad de glicol puede rpidamente ver la presin a la cual cada envase est operando. Lo mismo, en muchas instancia, no puede decirse acerca de la temperatura, especialmente en las lneas aguas arriba del glicol y en las lneas aguas abajo de cada intercambiador de calor. Una simple instalacin de termmetros ideales en la lnea de glicol es de mucha ayuda pero en muchos casos no se encuentran. Los termmetros son usualmente instalados en las entradas de los separadores y rehervidores. Como mnimo, los termmetros adicionales deberan ser instalados en la lnea de glicol, siguiendo al contactor despus del intercambiador de calor y siguiendo al rehervidor. Idealmente los termmetros ideales son instalados en todas las lneas entrando y saliendo de los equipos de intercambio de calor.Consideraciones de diseo del contactorMientras que el contactor provee un contacto ntimo entre el gas y el glicol, tambin debe tener un dimetro suficientemente largo para que haya la separacin entre la fase gaseosa y la fase liquida. El gas que fluye por arriba y cualquier gota de glicol liquida que pueda formarse debe ser capaz de caerse a travs de la corriente gaseosa. La ecuacin bsica requiere la determinacin de la velocidad mxima superficial del gas en la torre. La torre del contactor es equipada con extractores de niebla instalados en el tope de la torre. Los suplementos de los empaques tienen las correlaciones para los pesos de los empaques de las fases tericas. La superficie permisible de la velocidad del gas en la torre usando una bandeja de capsula de burbuja es determinada por: Velocidad es igual a k por la densidad del lquido menos la densidad del gas entre la densidad del gas elevado todo a la 0,5 (ecuacin 1)

La densidad del gas a condiciones del contactor de presin y temperatura son determinados por: la densidad del gas es igual a 2,70 la presin de gamma entre Z por T (ecuacin 2)El dimetro interno del envase se aproxima por la ecuacin 3, en las bases de la velocidad del gas permisible del envase como se determina en la ecuacin uno Los ingenieros de diseos usan estas frmulas con ajustes prioritarios para determinar los dimetros para el flujo mximo de gas a travs del absorbedor. El peso de los envases son determinados por: El nmero de fases tericas usadas en el diseo Espacios entre las bandejas Relaciones entre las fases tericas Nmero actual de bandejas o pesos de los empaques.Adicionalmente, hay un espacio provisto debajo de la bandeja de fondo y por encima de la bandeja para desactivacin entre el gas y el glicol. Una malla de acero inoxidable eliminador de niebla es instalada cerca del tope del envase. El contactor tambin es diseado para variar cdigos estridentes con respecto con los requerimientos del espesor de la coraza, relacionados a la tasa de presin operacional mxima. Este punto esta estampado en una placa pegada a cada contactor.Determinacin del punto de roci del aguaSiempre es de inters conocer que la unidad de deshidratacin se desempee como se requiere y que el gas saliente alcance las especificaciones del punto de roco necesarias, si el gas tiene que concordar con el requerimiento del gas comercial para el contenido de agua, la temperatura del punto de roco a la cual debe encontrarse a la presin de operacional del contactor puede ser obtenida de la figura 1. Esto permite que el operador determine la temperatura del punto de roco apropiada. Para determinar la temperatura del punto de roco actual, un instrumento llamado Tester del punto de roco es usualmente utilizado, antes de que los instrumentos electrnicos fueran comnmente colocados, el punto de roco del agua del gas natural era usualmente determinado con el Tester del punto de roco de las minas de Bureau de Estados Unidos. Actualmente hay muchos diferentes tipos de instrumentos electrnicos en el mercado que determinan la cantidad de agua en el gas, as como determinan la temperatura de condensacin del agua, tales instrumentos necesitan de gas muy limpio para funcionar apropiadamente. Una corriente solitaria es tomada del gas a ser medido y es usualmente filtrado para remover impurezas. Unas de las marcas de los Tester de los puntos de roco electrnico usa una capa de xido de metal que absorbe las molculas de agua, al medir el amperaje elctrico alrededor de la superficie del xido del metal, una lectura de la cantidad de agua absorbida es obtenida. La cantidad de agua absorbida es un balance con la pequea cantidad de agua en el gas que lo rodea, es por ello que una lectura directa es obtenida de la medida de cantidad del gas que est siendo medido.Lista chequeadora de la operacin normalMientras que las unidades de deshidratacin del glicol son diseadas para operar inasistidamente, inspecciones peridicas de los equipos y de las operaciones son necesarias. Todos los puntos en las listas a continuacin deben ser chequeados: Chequee la ventilacin de la columna quietadora. El vapor de agua debe ser visible. No debe ver presin en el rehervidor. Asegrese que no halla hielo en el invierno. Chequee las temperaturas del glicol simple alrededor de los intercambiadores de calor y del rehervidor. Chequee las operaciones de bombeo, choques por minutos y aceites de lubricaciones. Chequee las operaciones de filtro de glicol por cada de presin, cambie los filtros si es necesario. Chequee los niveles de glicol en el tambor de sobretensin, aada glicol si es necesario. Chequee las tasas de los gases despojadores, ajustes las tasas si es necesario. Chequee los niveles de lquido en la entrada del separador, contactor y tanque flash, drene cualquier fluido del gas despojador combustible. Chequee la operacin del quemador en los tubos de fuego. Chequee los vidrios para asegurar que no estn rotos y que los encendedores estn en buen estados y limpiarlos si es necesario. Chequee los equipos por fugas de lquidos y repare si es necesario.No alcanzar el punto de roco del aguaPuede haber muchas razones para no alcanzar la presin del punto de roco del agua requerida, el primer paso es chequear la temperatura del punto de roco sin un Tester de punto de roco. Un punto de roco del agua alto puede ser causado por:- La temperatura de entrada del gas ms alta que la de diseo.- La presin del gas de entrada ms baja que la de diseo, combinada con una temperatura normal o ms alta.- Circulacin de glicol insuficiente con una tasa de bombeo muy baja o un nivel de glicol bajo en el tambor de supertension, chequee vlvulas en la succin o en la descarga de las bombas que no se mantengan, o en la succin de la bobina despojadora. - Regeneracin insuficiente de glicol causado por temperaturas muy bajas en el rehervidor, aguas muy altas en la entrada del separador lo cual lleva a agua en el absorbedor, una fuga en el intercambiador de glicol pobre y rico, gas despojador insuficiente o empacadora de columna despojadora daada.- Espuma en el absorbedor: chequee nivel de lquido en el separador de entrada, coloque un filtro charco al en servicio, o corte temporalmente el suministro si es necesario.Concernencias ambientalesA parte de la regeneracin del glicol rico a glicol pobre, el agua que fue absorbida en el contactor es liberada en el regenerador y en el pasado fue venteando a la atmosfera. Desafortunadamente el glicol no solo absorbe agua del contactor, sino que fsicamente absorbe hidrocarburos y gas acido. La absorcin de hidrocarburos parafnicos tales como metano, etano, etc, no es genial, sin embargo los hidrocarburos aromticos como benceno, tolueno, etilbenceno y sileno son ms fciles de absorber. El problema con estos vapores es que son considerador cancergenos y contribuyen a la contaminacin atmosfrica.Deshidratacin del glicol BTEX y control de emisin del VOCLa cantidad de BTEX y de compuestos orgnicos voltiles (VOC) emitidos de la instalacin de procesamiento del gas natural se ha convertido en un problema concerniente ambiental a travs de las dcadas pasadas, con el pasado de las leyes de 1990 del acta de aire limpio en Estados Unidos y regulaciones similares en el resto del mundo, muchos programas regulatorios fueron establecidos para el control de BTEX y para las emisiones VOC del venteo del sistema de deshidratacin de glicol.La mayora de las regulaciones ambientales que fueron promulgadas se han enfocado en dos reas principales que han afectado la industria del petrleo y el gas. La primera rea fue la de la reduccin de VOC y la de las emisiones del xido ntrico, las cuales se conocan como que reaccionaban junto a la presencia de la luz y creaban como a lo que se refiere al smog. La segunda rea se listo como un contaminante peligroso del aire que fue controlado, en la mayora de ellos fueron encontrados compuestos cancergenos. Acerca de la lista de los contaminantes peligroso del aire, los cuatros componentes BTEX, los cuales son encontrados comnmente en la corriente de gas natural.Para minimizar la emisin de estos vapores a la atmosfera, muchos procesos de control de emisin han sido desarrollados por la industria del gas, uno de estos mtodos es recuperar componentes condensables y utilizar los vapores remanentes como parte del suministro de gas combustible al rehervidor. La figura 8 ilustra los equipos de proceso, los vapores emitidos de la columna del rehervidor de glicol son enfriados en una corriente de aire forzado natural enfriados a temperaturas menores de 120 F. Los lquidos condensados en separadores pequeos bifsicos y bombeados al sistema del proceso para recuperar los lquidos de hidrocarburos comercializables. Los gases no condensables del separador bifsicos son quemados en el rehervidor de glicol para reducir el consumo del gas combustible y para alcanzar la eficiencia mnima general del 99.7 %.

Es importante que los dispositivos de control de emisin sean diseados con controles apropiados de operaciones seguras, controles de seguridad deben ser usados como mnimo. Un alto nivel de seguridad debe ser instalado en separadores bifsicos para controlar los lquidos de hidrocarburos condensados para que no entren en el quemador del rehervidor, si la bomba del lquido condensado falla. En una lnea del restor del flash debe ser instalado en la tubera de gas no condensable para prevenir la propagacin de llamas del quemador del rehervidor al sistema BTEX. Una vlvula de seguridad de presin debe ser instalada en el rehervidor de glicol o en el dispositivo de control de emisin para proteger el sistema de una sobrepresin. Vlvulas de bloqueos deben ser instaladas en las tuberas de gas no condensable para proteger el rehervidor de glicol durante la situacin de una lata temperatura.El GTI ha sido padrinado en el rea de control de emisin de la unidad de glicol, un programa de computadora ha sido desarrollado para disear en parte para estimar la cantidad de BTEX absorbido en la unidad de glicol convencional. El programa se llama GLYCalc y est disponible a un costo nominal de GTI.