La deshidratación con glicol es el proceso de mayor uso aplicado para asegurar las especificaciones de un gas de transmisión, más los requerimientos de campo (bombeo neumático [gas lift], combustible, etc.). El Trietilén Glicol (TEG) es el glicol de uso de mayor frecuencia en estos sistemas de absorción. A presión atmosférica, con temperatura máxima del rehervidor en 204 °C [400 °F], la mayor concentración del glicol pobre que se puede lograr se ubica en el orden del 98,7 porcentaje de masa. Esto representa la mayor concentración que se puede lograr en el regenerador operando a 1 atm. Si la concentración del glicol pobre requerida para cumplir con una especificación de punto de rocío es mayor que 98,7, esto implica la incorporación de algún proceso a emplear para lograr éste aumento en la unidad. Virtualmente todos estos procesos implican la reducción de la presión parcial del agua en solución mediante la aplicación de un vacío en el regenerador, o mediante la introducción de un gas de arrastre en éste.

En el Previo del Mes (PDM) de Junio 2013 [1], fue evaluado el impacto del gasto (caudal) del gas de arrastre sobre la concentración del TEG para varias condiciones de operación. Una serie de gráficos fueron presentados, así logrando una referencia rápida para determinar el caudal del gas de arrastre indicado para el logro de una concentración del TEG pobre. Éstos fueron basados en los estudios y cómputos rigorosos logrados por simulación en computadora, y se pueden aplicar en los casos de cómputos de tipo facilidades, así como para la evaluación de la problemática operacional (trouble shooting) de un equipo de deshidratación con TEG activo. Para cualquier referencia adicional se podrán dirigir al PDM de Junio 2013.

En éste PDM, el cual se basa en las carta presentadas en dl PDM de Junio 2013, se presenta una correlación para estimar los requerimientos del gas de arrastre como función de la fracción de peso del TEG, temperatura del rehervidor, y el numero de contactos (platos) teóricos a ser aplicados en la sección (columna) del gas de arrastre. En adición, se presenta un resumen del análisis de error de lo propuesto.

Correlación Propuesta:

Como fuera discutido el  PDM de Junio 2013, el gasto del gas de arrastre es función la fracción/porcentaje de masa, la temperatura del regenerador, y número de contactos en la columna del gas de inyección, Ns.  En el mismo PDM, fueron presentadas tres cartas para 0, 1, y 2 etapas teóricas. Cada grafico presentaba tres isotermas de 182°C (360°F), 193°C (380°F), y 204°C (400°F) para una concentración del TEG pobre entre  98,50 al 99,95 porcentaje de masa. Para poder proyectar los requerimientos del gas de inyección aplicando sistemas de computación, tales como Excel, o por cómputo a mano, se intentó desarrollar una correlación sencilla. Varios modelos fueron evaluados, así favoreciendo la siguiente correlación:

Caudal del Gas de Arrastre =

Donde:

x: La fracción de masa del TEG requerida

y: (g-T)x

T: Temperatura del Rehervidor, °C (°F)

g: 193°C (380°F)

Aplicando un programa de computación en regression no –linear, más información generada por ProMax [2], así como fuera reportado en el PDMS de Junio 2013 [1], los parámetros de la correlación fueron identificados mediante la minimización del error residual en la función objetiva, definida por la Ec. 2.

Donde el NP es el número de puntos de data. Para éste análisis, fueron aplicados 72 puntos de información para cada etapa en la sección (columna) de arrastre.

Aplicando la función objetivo definida por la Ec. 2, los valores de los parámetros “a”, hasta el “f” en la Ec 1 fueron determinados, mientras que el valor “g” fue fijado en 193°C (380°F).  Los valores de los parámetros resultantes en unidades internacionales (SI), y unidades de campo (fps, pie, libra, segundo) se detallan en la Tabla 1. El resumen del análisis de error es presentado en la Tabla 2. Las Figuras 1 al 3 arrojan las comparaciones de los resultados obtenidos por la correlación propuesta de la Ec 1, así como para los resultados por ProMax [2] para Ns = 0, 1, y 2.

Tabla 1. Los parámetros propuestos en SI, y fps.

Figura 1. Comparación de la correlación propuesta (curvas sólidas) con ProMax    (símbolos) [2]; resultados para Ns = 0, número de etapas teóricas

Tabla 2. El análisis de error para la correlación propuesta en compración con ProMax[2]

Fig. 2. Comparación de la correlación propuesta (curvas sólidas) con ProMax (símbolos) [2] ; resultados para Ns = 1 número de etapas teóricas en la sección de arrastre

Conclusiones:

En el presente PDM, el cual es una continuación del PDM de Juio, se ha arrojado una correlación para cuantificar el gasto de un gas de arrastre (inyección) mediante la Ec 1. Los parámetros de la correlación a ser aplicados en unidades SI y/o fps se presetan en la Tabla 1. La correlación propuesta puede ser aplicada para la determinación rápida del gas de arrastre (inyección) requierido para lograr una concentración del TEG pobre a condiciones de temperatura del rehervidor, más el número de etapas teóricas de contacto en la sección de arrastre. El resumen del análisis de error  en la Tabla 2, y las comparaciones gráficas entre los resutlados de la Ec 1 y aquellos obtenidos por el ProMax[2] mostrados en las Figuras 1, al 3 indican que la correlación propuesta es de suficiente certeza para su aplicación en los cómputos de tipo facilidades para la evaluación y análisis de la problemática de operación en una unidad operativa de TEG.

Fig 3. Comparación de la correlación propuesta (curvas sólidas) con ProMax (símbolos); resultados para Ns = 2, número de etapas teóricas en la sección de arrastre

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By: Dr. Mahmood Moshfeghian

Traducido al Español por: Dr. Frank E. Ashford

Reference:

  1. Moshfeghian, M., http://www.jmcampbell.com/tip-of-the-month/2013/05/teg-dehydration-stripping-gas-charts-for-lean-teg-regeneration/, June 2013.
  2. ProMax 3.2, Bryan Research and Engineering, Inc., Bryan, Texas, 2012.