Mejoras Operacionales en Procesamiento de Gas

“Mejoras en el procedimiento de reemplazo de lecho de reactores de endulzamiento con lecho sólido, Gerencia de Plantas de Gas y Agua, PDVSA Distrito Norte”.

Kelya Ramos, Luis Valdez. PDVSA – Oriente / Exploración y Producción (E&P) / Distrito Norte Monagas, Venezuela.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008

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“Mejoras en el procedimiento de reemplazo de lecho de reactores de endulzamiento con lecho sólido, Gerencia de Plantas de Gas y Agua, PDVSA Distrito Norte”. Kelya Ramos, Luis Valdez. [email protected], [email protected] PDVSA – Oriente / Exploración y Producción (E&P) / Distrito Norte Monagas, Venezuela. 6217 RESUMEN Una de las tecnologías de endulzamiento de gas natural aplicadas en el Complejo Muscar consiste en hacer pasar gas ácido a nivel de 1200 psig a través de reactores que contienen un lecho sólido compuesto principalmente por óxido de hierro estabilizado cuyo nombre comercial es Sulfatreat®. El H2S y los mercaptanos reaccionan con el producto mientras que el gas dulce (libre de H2S) sale por el fondo del reactor.

El lecho sólido se satura progresivamente hasta que pierde su

reactividad, en este punto es necesario realizar su reemplazo por producto nuevo. El procedimiento comúnmente empleado para el reemplazo del lecho presentaba dos desventajas importantes, la fase de remoción implicaba el uso de agua a presión a una tasa de 500 – 650 bls de agua para la limpieza de un reactor típico, generando problemas de contaminación ambiental en las adyacencias del equipo así como un alto volumen de desechos (Sulfatreat® + agua de limpieza), elevando los costos de tratamiento y disposición. La fase de carga del reactor implicaba el vaciado del producto desde el tope del equipo, resultando en una distribución poco uniforme del producto. La mejora en el procedimiento de reemplazo de lecho contempló incorporar la técnica de remoción en seco utilizando equipos de alto vacío para la succión del producto saturado, minimizando notablemente la afectación del área y el volumen de desecho generado. Adicionalmente se optimizó el proceso de carga de los reactores, mediante el uso de mangas de llenado de forma de lograr la distribución uniforme del

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peso en la base del reactor,

garantizando el sello de los elementos filtrantes

ubicados en fondo del equipo y reduciendo en gran escala la problemática del arrastre de partículas finas del lecho hacia líneas de proceso aguas abajo del sistema. ANTECEDENTES El complejo Muscar está ubicado al Norte del Estado Monagas a 8 Km. de la población de Punta de Mata, entre las estaciones de flujo Musipan y Carito. En el se manejan y acondicionan 1350 MMPCND de gas asociado a la producción de los campos Carito y Pirital así como parte de Orocual, Furrial y Quiriquire. Las corrientes más ácidas son sometidas a procesos de endulzamiento para disminuir la concentración de H2S presente en su composición. Los reactores de endulzamiento con lecho sólido SULFATREAT® del Complejo Muscar entraron en servicio a partir del 1995, bajo la filosofía de operar como respaldo de la planta de aminas, sistema principal de endulzamiento. Con una capacidad total de manejo de 320 MMPCND a 1300 psig, distribuida en tres sistemas: Sulfa I – 120 MMPCND Sulfa II – 80 MMPCND Sulfa III – 240 MMPCND Estos reactores se constituyeron en el principal sistema de endulzamiento a partir del año 2001 cuando la planta de aminas quedó fuera de servicio debido a diversos problemas operacionales. El procedimiento comúnmente empleado para el reemplazo de lecho de estos reactores presentaba dos desventajas significativas: •

Uso de 500 - 650 bls de agua/reactor en la etapa de limpieza

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•

Distribución poco uniforme del producto en la base del reactor durante la etapa de carga

•

Dificultades para la disposición final del producto saturado retirado durante la limpieza.

Por otro lado los reactores de endulzamiento presentaban en operación la problemática de arrastre de partículas finas provenientes del lecho del reactor hacia líneas de proceso aguas abajo del sistema de endulzamiento, ocasionando afectación por taponamiento en válvulas y accesorios. A raíz de esta problemática se realizó un estudio para identificar las debilidades existentes en el procedimiento de reemplazo de lecho y visualizar las posibles mejoras. Se revisaron procedimientos de reemplazo de lecho de catalizadores empleados comúnmente en refinerías y se seleccionó la tecnología de remoción en seco como una alternativa al procedimiento existente. Con el objeto de establecer una matriz comparativa, se aplicó simultáneamente la tecnología convencional de remoción húmeda y la tecnología de remoción en seco, durante actividades de reemplazo de lecho ejecutadas en Sulfatreat® I del Complejo Muscar y Sulfatreat® COA de la Planta Compresora Amana respectivamente. En base a los resultados obtenidos se seleccionó el procedimiento de remoción de lecho con tecnología seca para aplicar en futuros reemplazos. DESCRIPCION DE PROCESO 1. Endulzamiento con lecho sólido Inicialmente el gas ácido con alto contenido de H2S fluye a través de un filtro coalescedor donde se separan los hidrocarburos líquidos. La corriente gaseosa es alimentada por el tope del reactor donde entra en contacto con el lecho sólido constituido por Sulfatreat®, las moléculas de H2S son adsorbidas en los poros del material, mientras el gas dulce (