Formacion de hidratos

DETERMINACION DE LOS FACTORES RESPONSABLES DE LA FORMACION DE HIDRATOS EN SISTEMAS DE REGULACION DE GAS COMBUSTIBLE Collado M*, Salazar L, Rodríguez E., Moncada F., Suárez D. Grupo de Investigación en Aplicaciones Mecánicas (Universidad de Oriente) Via Alterna Barcelona Puerto la Cuz, Estado Anzoátegui, Venezuela E-mail: colladomallorca@hotmail.com RESUMEN. El presente trabajo presenta un estudiodel sistema de gas combustible de las turbinas a gas de una planta compresora. Debido a las fallas presentadas, se hizo una revisión del historial de fallas del sistema, se estudiaron los parámetros operacionales que se registran en los trenes de compresión, se analizó la influencia de la composición de las corrientes de gas combustible empleadas. El historial de fallas indicó que los reguladoresde gas combustible son los componentes crítico. Los reguladores presentaron formación de hielo en su parte externa, así como la presencia de estructuras parecidas a escarcha y en ocasiones a hielo en los componentes internos, que impedían el cierre y apertura de las válvulas, Se realizó una evaluación del proceso termodinámico de expansión que ocurre en los reguladores que reducen la presión delgas combustible de 1200 psig a 270 psig. Para ello se usó el simulador de procesos HYSYS que permitió obtener las envolventes de Presión-Temperatura a la entrada de los reguladores, de las tres corrientes de gas natural, que se utilizan como gas combustible. Esta evaluación determinó que las fallas fueron debidas a la precipitación de Hidratos de Agua Libre, determinándose los elementos de lacomposición de los gases en estudio, responsables de la precipitación de los mismos. PALABRAS CLAVES. Reguladores, Expansión, Gas Combustible, Hidratos de Agua libre.

1. INTRODUCTION La presente investigación se llevo a cabo en la Planta de Inyección de Gas a Alta Presión (PIGAP I), la misma está compuesta por cinco trenes de compresión conformados por tres compresores centrífugos conectados enlínea, movidos a su vez por una turbina . Dicha planta fue concebida para contribuir a la producción de petróleo por recuperación secundaria, el buen funcionamiento de esta garantiza el suministro de gas a las condiciones idóneas para tal fin. La planta es alimentada con dos corrientes de gas natural proveniente de procesos de deshidratación y criogénico, denominados gas deshidratación y gas residual, teniendo la posibilidad de producir la mezcla de ambas para así tener una nueva composición, denominado en lo sucesivo gas de mezcla.

La vida útil de los componentes de una turbina se ve afectada negativamente por el número de arranques que esta sufre. Reiteradamente en esta planta se presentaron paros motivado a fallas en los reguladores de presión del sistema de gas combustible de variosde sus trenes. Pudo observarse que en el momento de producirse la fallas los reguladores presentaban formación de hielo en su parte externa así como la presencia de estructuras parecidas a escarcha y en ocasiones a hielo en los componentes internos de estas válvula que impedían el cierre y apertura de los mismas provocando variaciones en el flujo de gas combustible y el consecuente paro del tren endonde se producía la falla. Se define una estructura que encaja en la descripción hecha del fenómeno estudiado, como causa de este problema debido a su naturaleza y al proceso como se forma, estas son los hidratos, formados por la combinación física de agua y otras moléculas pequeñas para producir un sólido que tiene una apariencia parecida al hielo pero con un estructura diferente a este . [1]Su formación en el gas natural y/o sistemas de líquidos de gas natural pueden taponar tuberías, equipos y instrumentos, restringiendo o interrumpiendo el flujo [2]. En todos los hidratos, las moléculas de agua forman los enlaces y los hidrocarburos, el nitrógeno, el CO2 y el H2S ocupan las cavidades. Pequeñas moléculas (CH4, C2H6, CO2, H2S) cristalizan en forma cúbica de cuerpo centrado llamada...