Tares 2 Dinamica UDO

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Contenido de impurezas presente en el gas

Debido a las temperaturas extremadamente bajas propias de la producción del LGN, el gas de gasoductos típico debe someterse a un proceso extensivo de limpieza antes de la licuación. La eliminación de impurezas en una planta de LGN se realiza con el propósito de abordar tres problemas potenciales. En primer lugar, los contaminantes como el agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2), son eliminados con métodos agresivos para evitar el congelamiento durante la licuefacción, ya que dicho congelamiento podría provocar el taponamiento de las líneas y otros equipos. En segundo lugar, el nitrógeno (N2) puede constituir una causa potencial de la estratificación en los tanques de LGN, y habitualmente su concentración se reduce a menos de 1% mol. Por último, el mercurio es eliminado hasta alcanzar un nivel inferior a 0,01 µg/m3 . Los niveles de mercurio más elevados corroen el aluminio de los intercambiadores de calor de la licuefacción y finalmente causan falla.

Flujo de gas que entra a la planta

Si el flujo que se maneja en la planta se encuentra por encima del flujo de diseño del expansor trae como consecuencia el desvío de gas por la válvula J.T permitiendo así procesar el exceso de flujo de gas, originando ello un calentamiento de los flujos de entrada a la torre (columna de recobro) y en el perfil de temperatura de la torre desetanizadora causando disminución en el recobro, pero permitiendo procesar mayor cantidad de gas para obtener mayor producción de líquidos. Esto concuerda con la teoría ya que se conoce que la expansión isoentálpica que ocurre en la válvula J.T de baja presión es menos eficiente que la expansión isentrópica que ocurre en el expansor originando un impacto en las temperaturas de los fluidos que circulan a través de los mismos.

Para valores altos del flujo de alimentación a la planta de extracción, independiente de la presión que posea el gas a la entrada, se incrementan los flujos de alimentación a la torre desetanizadora y con ello el equilibrio líquido-vapor, afectando de manera directa la transferencia de masa y calor (gradientes internos de composición y temperatura) en cada etapa de separación en la torre. Al aumentar la riqueza del gas puede notarse que la relación C2/C3 en el fondo de la torre tiende a disminuir ya que se incrementa la cantidad de componentes pesados (C3+) en el gas afectando la cantidad de condensados que entran a la torre desetanizadora y por ende la calidad del producto de LGN que sale en el fondo de la misma.

Presión del gas a la entrada de la planta

Con respecto a la presión del gas a la entrada sobre la producción de LGN, se puede decir, que valores altos de presión generan una mayor recuperación de líquidos, ya que la caída de presión en el turbo-expansor aumenta lo que conlleva a un incremento en la condensación de líquidos afectando positivamente a todos los componentes aguas abajo del turboexpansor e incluso al compresor acoplado al mismo. Por lo general, la presión de operación que se maneja en la planta es inferior al valor de diseño provocando de esta manera disminución en los procesos de deshidratación, así como también, en los procesos de extracción de líquidos del gas natural (LGN).

Asimismo a mayor presión del gas a la entrada de la planta aumenta la relación C2/C3 en la torre desetanizadora ya que se condensa mayor cantidad de componentes aguas abajo del expansor, lo cual origina variaciones en la relación líquido-vapor de los flujos de alimentación a la torre ya que se incrementa el nivel de líquidos en los separadores de entrada y salida del expansor y sumado a ello la relación C2/C3 tiende a incrementarse, ya que por lo general al aumentar la presión del gas de entrada a la planta también lo hace la presión de la torre, siempre que se manejen altos flujos por la planta, lo que origina variaciones en las propiedades físicas de los componentes, haciéndose necesario agregar más carga energética en el fondo de la torre para poder lograr una separación eficiente de los componentes y mantener la calidad del LGN que es transportado hasta la planta de fraccionamiento.

Relación de compresión en el chiller de propano

El chiller de propano es está dentro del proceso de refrigeración mecánica. El propano una vez que intercambia calor con el gas de proceso pasa a un acumulador de succión, donde el propano que aun se encuentre en estado líquido queda allí retenido y el vapor producido va al compresor donde adquiere la presión adecuada para ser condensado posteriormente; debe controlarse la relación de compresión por dos razones principales: en primer lugar el gas a la salida del compresor debe estar en especificación, si se encuentra por encima de lo normal el condensador no podrá manejar todo el vapor que le sea suministrado, poniendo en riesgo el proceso de refrigeración, ya que el propano que sale del condensador va directo al acumulador donde se debe mantener el equilibrio termodinámico (líquido-vapor), por lo que si no se logra una buena condensación este equilibrio no se cumplirá llegando a provocar el colapso del acumulador así como también un mal intercambio de energía en el chiller. Por otra parte la relación de compresión debe estar dentro del rango establecido porque podría causar la sobre operación del compresor, originando elevadas temperaturas que podría dejar fuera de servicio al equipo.

Temperatura y la presión de salida del gas

En los procesos de enfriamiento y expansión estas variables deben ser controladas puesto que indican qué tan eficientes son los dispositivos dispuestos para tales fines respectivamente. La cantidad de barriles de líquidos obtenidos por medios de estos procesos puede depender, entre otros factores, del flujo de gas de alimentación a la planta y la presión de éste. La riqueza de la mezcla gaseosa (GPM) es el parámetro más importante del cual dependerá el recobro de líquidos, sin embargo, los valores de temperatura y presión determinan un buen funcionamiento.

3.- Describir la lógica de control de los lazos de control asociados a controlar las variables críticas

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Control de temperatura en un intercambiador de calor con refrigerante

El control mostrado en la figura 2 es un control anticipativo, este es el más utilizado en la industria. El estado deseado puede decirse similar al estado actual del proceso y se emite una acción en dependiendo