Medición de H20, H2S y CO2 con Analizadores de Laser Sintonizable (TDLS)
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Services
AREAS DE MEDICION DEL GAS NATURAL
PRODUCCÓN Y SEPARACIÓN
EXTRACCIÓN Y COMPRESIÓN
TRATAMIENTO Y FRACCIONAMIENTO
ALMACENAJE
DISTRIBUCIÓN
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SpectraSensors
Transmision
Medicion de los contaminantes del Gas Natural Medir los contaminantes para alcanzar los requerimientos para la transferencia de custodia y el control del proceso así como evitar daño en los activos.
• Sulfuro de hidrogeno(H2S) • Max = 4.5 ppmv* • Rango Típico = 0-20 ppmv
• Bióxido de Carbono(CO2) • Max = 3%* • Rango Típico = 0-5%
• Oxigeno (O2)* • Max = 2000 ppmv* • Rango Típico = 0-5000 ppmv * información obtenida de NOM-001-SECRE-2010, Slide 3
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SpectraSensors
Analizadores SpectraSensors TDL
Analizadores individuales para Gas Analizadores individuales y multicanal para aplicación de Natural, Gas de proceso, GNL, Refinación y Aplicaciones con Olefinas Gas natural H2O, CO2, H2S, NH3, C2H2 H2O, CO2, H2S +Aplicaciones para trazas Slide 4
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SpectraSensors
SpectraSensor •
Pioneros en los analizadores de Espectroscopia de diodo laser sintonizable (TDL)
•
Tecnología desarrollada para la medición deH2O por la NASA para la misión Mars Rover.
•
El mismo grupo de científicos fundan Spectra-Sensors en 1999 para desarrollar la tecnología TDL con un uso comercial.
•
EN 2001 Spectra Sensor desarrolla la tecnología de medición de H2O para la medición de gas natural teniendo unos excelentes resultados.
•
La tecnología de H2O para Gas Natural se a convertido en la tecnología predominante para la transferencia de custodia y control de proceso debido a :
•
•
Exactitud
•
Velocidad de respuesta.
•
Confiabilidad.
•
Inmunidad a contaminantes.
•
Ser casi libre de mantenimiento,
•
No requerir consumibles
En 2012 SpectraSensor se integra a la Familia Endress+Hauser
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SpectraSensors [5]
Componentes tipicos de una Analizador TDL TEC
Cabezal óptico
Laser Detector
Laser y detector
Ventana
Detrás de una ventana Salida
Celda de Flujo
Sensor de presión
entrada Espejo plano
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El componente más importante en un analizador TDL “Los analizadores de diodo laser sintonizable (TDL) Generan una luz de precisión desde dimensiones microscópicas (1µmx2.5µm) – Mucho mas pequeño que un cabello humano (40µm-120µm)
.
El Laser en la punta de un dedo y Comparativa de un cabello humano de una vista superior aumentada 40µm to 120µm
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Laser emisor~ 1µmx2.5µm
Absorción Espectroscopica • La absorción esta en función de (concentración ,distancia, y la absorbancia) • Mientras la concentración (c) incremente La absorción incrementa • Mientras la distancia (l) incrementa La absorción incrementa
Fuente de Luz
Muestra
I1 < I0
Detector de Luz
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Absorción espectroscopica de Diodo Laser Sintonisable • Los analizadores TDl usan un Rayo láser enfocado en un determinado rango. • La luz es trasmitida a través del flujo de gas contenido en la celda de muestreo. • La luz se refleja de regreso en un detector. • La luz es medida para determinar la perdida causada por la absorción de las moléculas. • Las moléculas deseadas van a absorber un especifica longitud de onda (color) o Luz
Refleccion simple Slide 9
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SpectraSensors
Multipasos
Absorcion espectroscopica TDL
H2O
Metano
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SpectraSensors
Espectro de humedad contra espectro de Metano– ¿Existe interferencia? Aumento: pico de humedad @ 1877nm, no hay interferencia de Metano! Por lo que no requiere una referencia de Humedad para rastrear el pico.
Products
Solutions
Medición en Gas Natural de H20 & CO2
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Services
¿Por qué medir H2O en Gas Natural? Prevenir la corrosión interna. Corrosion pitting on inside of pipe
Vista microscopica de La corrosión
Ducto en llamas
Sección fracturada de un ducto
Causa raíz de la falla en los ductos Técnicas poco confiables para la medición de agua en gas natural.
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¿Por qué medir H2O en Gas Natural?
Formación de hidratos Hielo –como Cristales solidos Se forma cuando el gas natural entra en contacto con agua a alta presión y la correcta temperatura.
• Metanol inyectado para evitar hidratos • Llega a requerir despresurización o limpieza del ducto(pigging) • Perdida de producción y de seguridad • Los analizadores de cristal de cuarzo y Oxido de Aluminio son influenciados pot metanol y glicol en las líneas de gas. Slide 13
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SpectraSensors
¿Por qué medir H2O en Gas Natural? Tarifas / Transferencia de custodia. • En los contratos se especifica un nivel de H2O, CO2, H2S… • Maximo H20 in México . = 150ppmv • Los productores o concentradores deben resolver el problema o el cliente puede reclamar un precio más bajo del gas o penalizaciones. • Perdida de producción o actividades no planeadas pueden ser costosas.
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Remoción de H2O & CO2 para tratamiento de gas. El gas es recibido del centro de producción o extracción y tratado por un sistema basado en Glicol para remover el agua y/o un sistema basado en aminas para remover el CO2( y el H2S), antes de empezar el envió Downstream al centro de compresión, proceso o medición para la venta.
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Sistema de Glycol para deshidratación de Gas natural
• La deshidratación con Glicol es uno de de los procesos más usados en el campo y en las plantas NGP. • La deshidratación con Glycol es adecuada para cumplir con las especificaciones de producto para los ductos , remoción de NGL y control del Dew Point.
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SpectraSensors
Proceso de aminas para remoción de CO2 (+H2S) (“endulzamiento”)
Los sistemas basados en aminas remueven efectivamente CO2 & H2S de la mayor parte del gas de extracción y del gas de fraccionamiento. Slide 17
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SpectraSensors
Teconologías para la medición de humedad. • Tecnologías de medición: • Microbalance de Crystal de Cuarzo • Sensor de Oxido de Aluminio • Electroquímicos • Pentoxido de fosforo. • Espejo enfriado. • Espectroscopia de Diodo Laser Sintonisable(TDLS)
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SpectraSensors
Interferencia por contaminantes en los analizadores de H2O. Contaminantes fase gas
Al2O3
P2O5
Cristal
Espejo
Sensor
De Cuarzo
enfriado
TDL
Metanol
Glicol
Amina
Mercurio
H2S
HCl
Cloro
Amonia
= Analizadores no afectados =Puede causar daño permanente = Puede causar lentas y malas lecturas 05/11/2016
Analizadores de Oxido de Aluminio Contaminación de la superficie: Genera que la misma ya no sea efectiva El agua atrapada en la parte externa causa medidas bajas El agua atrapada en la parte interna causa medidas altas Metanol y glicol detectado como agua
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Microbalance de Cristal de Cuarzo
Moléculas de agua
Otras moleculas
Interferencias causadas por glicol y metanol
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SpectraSensors
El sistema de permeación calibra el cristal de cuarzo pero este es dependiente de P,T Y del flujo. La composición del gas natural es cambiante, lo cual produce un cambio en la densidad con cambios en el flujo lo que cambia la permeación del gas.
Analizadores SpectraSensors H2O • SS2000e diseñado para la medición de la calidad del gas natural en los sitios de transferencia de custodia. • SS1000 Equipo portátil diseñado para análisis periodicos o para programas de validación en campo. • +/-1 ppm or +/-1%de la lectura , lo que sea mayor.
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Pruebas de velocidad de respuesta SS2000 tiempo de respuesta 10000