Desaladora 2

8/18/2019 Desaladora 2.

1/36

UNIDAD II

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICOINSTITUTO TECNOLOGICO DE MINATITLAN

INGENIERIA ELECTROMECANICA

“DESALADORA”

ASIGNATURA:

MANTENIMIENTO A EQUIPO ESTATICODW9-2

CATEDRATICO:

ING. FERNANDEZ OLIVARES GENARO

PRESENTAN:GONZALEZ FRANCISCO ABI

GONZALEZ NIVON JESUS

MINATITLAN VER; A 08 DE ABRIL DE 2016


2/36


3/36

UNIDAD II 1

INTRODUCCIONEl petróleo crudo, luego de su extracción puede contener o puede haber sidocontaminado por agua en suspensión o emulsionada, sales, barro y otrasimpurezas no – orgánicas que deben ser eliminadas antes de pasar alproceso de refinación. La reducción del contenido de agua, sales y otrossedimentos en el petróleo crudo es una preocupación generalizada a nivelmundial, ya que la presencia de estas impurezas en el crudo ocasiona unaserie de contingencias en el proceso de refinación del petróleo; por ejemplo,dificultan el traslado del crudo por las tuberías, producen corrosión eincrustaciones en equipos y tuberías, ocasionan la desactivación decatalizadores, promueven la formación de espuma en los procesos, entreotros; lo que se traduce en costos elevados involucrados en la reparación ymantenimiento de equipos. De allí la importancia del pre tratamiento delcrudo, que incluye los procesos de deshidratación y desalación.

Las sales minerales están presentes en el crudo de diversas formas: comocristales solubilizados en el agua emulsionada, productos de corrosión oincrustación insolubles en agua y compuestos organometálicos como lasporfirinas. La salinidad de la fase acuosa varía desde 100 ppm hasta lasaturación, que es de 300, 000.00 ppm (30 % peso). El contenido de sal enel crudo normalmente es medido en libras de cloruro, expresado comocloruro de sodio equivalente por 1000 barriles de crudo limpio (Libras porcada Mil Barriles, o en inglés Pounds per Thousand Barrels, PTB).

FIGURA 1. Microfotografía de una emulsión agua en petróleo crudo.


4/36

UNIDAD II 2

DEFINICIONLa desalación es un proceso que consiste en la remoción de las pequeñascantidades de sales inorgánicas, que generalmente quedan disueltas en elagua remanente o en suspensión en forma de cristales en el crudodeshidratado, mediante la adición de una corriente de agua fresca (con bajo

contenido de sales) a la corriente de crudo deshidratado.

Posteriormente, se efectúa la separación de las fases de agua y crudo, hastaalcanzar las especificaciones requeridas de contenido de agua y sales en elcrudo.

Los desaladores tienen la misma filosofía de operación que un tratadortermoelectrostático salvo que, a su vez, reduce el contenido de sólidosdisueltos. Esto lo logran mediante el agregado en forma controlada de aguadulce.

FIGURA 2. Desaladura.


5/36

UNIDAD II 3

CLASIFICACIONLos desaladores los podemos clasificar de la siguiente manera:

BAJA VELOCIDAD

En el diseño de los desaladores de baja velocidad la emulsión de crudo – agua es introducida a la fase de agua a través de un canal invertido. Lossólidos y baches grandes de agua se asientan inmediatamente y el crudofluye lentamente hacia la capa de crudo localizada entre el electrodo inferiorenergizado y la fase de agua. La mayor parte de la coalescencia yasentamiento del agua ocurre en esta región. El crudo pasa después por unárea de alto gradiente de voltaje ubicado entre los dos electrodos dondeocurre la limpieza final de crudo.

FORMA CILINDRICAEn el desalador cilíndrico el crudo es inyectado a alta velocidad en dos o treslugares en forma de “piane jets” entre los dos electrodos, a lo largo de unalínea paralela a los electrodos. El electrodo superior está protegido demanera de prevenir la acumulación del crudo desalado, mientras un pocode emulsión es atrapada por debajo de la región de alto gradiente de voltaje.El crudo desalado sube por las paredes del recipiente y es tomado en el topepara ser procesado.

FORMA ESFERICOEl desalador esférico (electroesfera) es similar en principio al desaladorcilíndrico, con la diferencia que el crudo es inyectado en un solo lugar entrelos electrodos en el centro de una gran esfera.

HOWE-BAKEREl desalado Howe-Baker se asemeja al desalado de baja velocidad con ladiferencia en el sistema de inyección del crudo. En este diseño, la emulsiónde agua y crudo es introducida a la fase de crudo por debajo del electrodo

inferior energizado mediante una tubería de distribución.


6/36

UNIDAD II 4

DUAL POLARITYSon tanques presurizados horizontales en los cuales los electrodos estáncolocados como placas (rejillas) verticales en lugar de horizontales. Lasrejillas van colocadas a lo largo del desalador, con polaridades diferentes(una negativa, la siguiente positiva, la otra negativa, etc.) de corriente

continua.

FIGURA 3. Tipos de desaladores.


7/36

UNIDAD II 5

PARTES PRINCIPALESComponentes externos:

• Línea de entrada del crudo

• Línea de salida de crudo desalado

•

Línea de salida de agua libre• Línea de salida de agua tratada

• Drenaje

• Transformador

• Chimeneas

• Cajas de fuego

FIGURA 4. Componentes externos.

FIGURA 5. Chimenea y caja de fuego.

Chimeneas

Cajas de fuego


8/36

UNIDAD II 6

FIGURA 6. Línea de salida de agua libre con su válvula de descarga.

FIGURA 7. Línea de salida del crudo con su válvula de alivio.

FIGURA 8. Línea de salida de agua tratada con su válvula.


9/36

UNIDAD II 7

FIGURA 9. Drenaje.

FIGURA 10. Transformador.

Componentes internos:

- Sección de entrada

• Deflector

• Bajante

• Lavador de agua• Dispersador de flujo

• Tubos de fuego

• Dique

Aquí ocurre la primera separación del agua y la emulsión.


10/36

UNIDAD II 8

FIGURA 11. Sección de entrada.

FIGURA 12. Deflector.

FIGURA 13. Bajante.


11/36

UNIDAD II 9

FIGURA 14. Lavador de agua.

FIGURA 15. Dispersador de flujo.

FIGURA 16. Tubos de fuego.


12/36

UNIDAD II 10

FIGURA 17. Dique.

- Sección de inundación

• Flotador

• Tubo de distribución de crudo limpio

Aquí se mantiene la sección de tratamiento de líquido sin remanente de gasen parte superior.

FIGURA 18. Sección de inundación.


13/36

UNIDAD II 11

FIGURA 19. Flotador.

FIGURA 20. Tubo de distribución de crudo limpio.

- Sección de tratamiento

• Dispersador de flujo

• Rejillas eléctricas• Cabezal colector de crudo limpio

Aquí toma lugar el tratamiento final y la sedimentación.


14/36

UNIDAD II 12

FIGURA 21. Sección de tratamiento.

FIGURA 22. Dispersador de flujo.

FIGURA 23. Rejillas eléctricas.


15/36

UNIDAD II 13

FIGURA 24. Cabezal colector de crudo limpio.


16/36

UNIDAD II 14

FALLAS PRINCIPALESA continuación se mencionan algunas fallas.

FALLA DE ENERGIA ELECTRICA

Esto traerá como consecuencia la parada de todas las bombas, las cintas decalentamiento y la fuente de poder del desalador. En caso de falla eléctricaseguir los siguientes pasos:

• Bloquear el desalador para evitar caídas bruscas de presión.

• Colocar los interruptores de los equipos eléctricos en posiciónapagada.

• Al restablecerse la energía, colocar los equipos en servicio.

FALLA DE AGUA DE ENFRIAMIENTOEsta falla afecta directamente la temperatura del producto desalado a lasalida del intercambiador y la temperatura del agua de drenaje deldesalador a la salida del intercambiador.

Si la recirculación de agua no se restablece, proceder a realizar una paradanormal de planta.

FALLA DE AIRE DE INSTRUMENTOSEn caso de que evidentemente la presión de aire en los instrumentos nopueda ser restablecida, proceder a realizar una parada de planta de acuerdoal procedimiento establecido por falla de energía eléctrica.

CRUDO DESALADO CON ALTO CONTENIDO DE SALESEsto se debe a un contacto insuficiente entre el agua de proceso y el crudo.Puede ocurrir por:

• Caída de presión demasiada baja en la válvula mezcladora.

• Inyección insuficiente de agua de proceso.

• Baja temperatura de operación de la desaladora.• Carga de crudo a la desaladora por encima de su capacidad de diseño.


17/36

UNIDAD II 15

CRUDO DESALADO CON ALTO CONTENIDO DE AGUAPuede referirse a:

• Emulsiones de aguao Caídas de presión en la válvula mezcladora demasiado alta.o

Agua de proceso de mala calidad. El PH de agua de proceso debemantenerse entre 6 – 8.o Demasiada inyección de agua de proceso.o Temperatura de desalado demasiado baja.o Insuficiente dosificación de demulsificante.

• Nivel de interface demasiado altoo Fallas en el sistema de control de nivel de interfaces.o Válvulas de retiro de agua efluente demasiado pequeña.o Disminución de la gravedad especifica del crudo a tratarse

cuando una señal falsa del nivel de interfaces, menor a la real,por lo que el sistema de control de nivel actuará elevando lainterface real por encima de lo desalado.

AGUA ACEITOSA A LA SALIDA DE LA DESALADORAPuede deberse a:

• Emulsiones de agua – crudo muy fuertes.

• Nivel de interface demasiado bajo.o Fallas en el sistema de control de nivel de interfaces.o Incremento de la gravedad especifica del crudo a tratarse.

VOLTAJE FLUCTUANTE• Formación de gas en la desaladora

o Temperatura de desalado demasiada alta.o Presión de desalado demasiado baja.

• Alto nivel en la desaladorao Excesiva inyección, excediendo la capacidad de la válvula

automática del sistema de control de nivel de interface.o Fallas en el sistema de control de nivel de interface.

• Sobre emulsificación del agua de proceso y crudo.


18/36

UNIDAD II 16

BAJO VOLTAJE• Presencia de una emulsión agua – crudo muy estable en el área de los

electrodos. En este caso, suspenda la inyección de agua de procesomomentáneamente para que el electrodo se llene del materialemulsionado. Si el voltaje no se normalizara, corte la corriente a la

desaladora por unas dos horas (sin inyección de agua), luego vuelvaa conectarla y reinicie la inyección de agua con la válvula mezcladoracompletamente abierta. A continuación, la válvula de mezcla se debeir cerrando para incrementar la caída de presión hasta que se alcancela eficiencia de desalado deseada.

• Fallas en el sistema eléctrico.o Fallas en el transformador.o Fallas en los aisladores.

• Alto nivel de agua en la desaladora.

VOLTAJE CERO• Acción del sistema de seguridad por bajo nivel de crudo en la

desaladorao Caudal de crudo a la desaladora interrumpido.o Valorización del crudo en el interior de la desaladora.

• Interrupción del suministro de corrienteo Fallas externas del suministroo Fusibles quemados en el transformador, puede deberse a

amperajes muy altos originados por nivel demasiados altos deagua u otros.


19/36

UNIDAD II 17

PRINCIPIO DE OPERACIÓNAl entrar la emulsión se riega sobre el bajante fluyendo hacia el fondo deltanque. (Véase la figura 25).

Figura 25.

El gas libre e desprende cuando la emulsión choca con el bajante y se elevahasta la parte superior de la sección de entrada. (Véase la figura 26).

Figura 26.


20/36

UNIDAD II 18

Casi toda el agua libre de la emulsión se sedimenta rápidamente y loslíquidos más ligeros que quedan suben a través del agua, la cual sirve comoun baño caliente. (Véase la figura 27).

Figura 27.

Mientras la emulsión se eleva fluye a través del dispersor, el cual ladistribuye a lo largo de los tubos de fuego. (Véase la figura 28).

Figura 28.


21/36

UNIDAD II 19

Mientras la emulsión sube por entre los tubos de fuego varias cosas ocurren:

Figura 29. Emulsión subiendo por entre los tubos de fuego.

• Los tubos calientan la emulsión, lo que ayuda en la separación. (Véasela figura 30).

Figura 30.


22/36

UNIDAD II 20

• La emulsión caliente se eleva y se derrama sobre un dique en lasección de entrada. (Véase la figura 31).

Figura 311.

• El agua ya separada de la emulsión se sedimenta en el fondo de lasección de entrada para ser eliminada a través del drenaje de agualibre. (Véase la figura 32).

Figura 32.


23/36

UNIDAD II 21

• El gas ya separado de la emulsión caliente sube hasta la partesuperior de esta sección, un tubo equilibrador permite que el gas aambos lados del deflector se empareje (Véase la figura 33), colecte ysea removido del tanque a través de su respectivo tubo de salida.(Véase la figura 34).

Figura 33.

Figura 34.


24/36

UNIDAD II 22

De la sección de entrada, la emulsión fluye a la sección de inundación (Véasela figura 35), la función primordial de esta sección es mantener la secciónde tratamiento completamente llena de líquido sin gas en la parte superiordel líquido. (Véase la figura 36).

Figura 35.

Figura 36.


25/36

UNIDAD II 23

Finalmente la emulsión llega a la sección de tratamiento. Aquí losdispersadores de flujo aseguran la distribución pareja de la emulsión através de la sección de tratamiento. (Véase la figura 37).

Figura 37.

Desde el dispersador la emulsión se eleva hacia las rejillas con alto voltajede corriente alterna. (Véase la figura 38).

Figura 38.


26/36


27/36

UNIDAD II 25

A medida que la emulsión se eleva a través del campo electrostático las gotasde agua reciben una carga eléctrica que las extiende (Véase la figura 41) ylas poraliza. (Véase la figura 42).

Figura 41.

Figura 42.


28/36

UNIDAD II 26

La corriente alterna hace que las gotas de agua se muevan rápidamente ychoquen entre sí con fuerza suficiente para romper la película que las rodea.(Véase la figura 43 y figura 44).

Figura 43.

Figura 44.


29/36


30/36

UNIDAD II 28

Allí un cabezal colector desnata el crudo que luego es removido del tratador.(Véase la figura 47).

Figura 47.


31/36

UNIDAD II 29

MANTENIMIENTOPara na inspección sin problema se deben realizar inspecciones periódicasde mantenimiento tal y como se indica a continuación en la siguiente tabla.

1. Verificar la luz indicadora del transformador. Diariamente

2. Verificar que el voltímetro tenga una lectura de 220a 440voltios, dependiendo de la fuente de energía. Diariamente

3. Verificar los niveles de agua libre y el agua tratadaa través de las mirillas de vidrio.

Diariamente

4. Examinar el tanque de inundación. Diariamente5. Verificar la temperatura del tratador. Diariamente6. Verificación de válvulas. Diariamente7. Abrir brevemente los drenajes en el fondo del

tratador.Semanalmente

8. Limpiar los vidrios de las mirillas- Semanalmente9. Tomar muestras de los fluidos que entran y salen

del tratador.

Semanalmente

10. Limpiar los pilotos. Mensualmente11. Verificar que estén centrados los tubos de fuego. Mensualmente12. Verificar los para llamas. Mensualmente13. Limpiar todo el tanque. Anualmente14. Sacar los tubos de fuego para inspeccionar si hay

grietas.Anualmente

15. Inspeccionar el flotador. Anualmente


32/36

UNIDAD II 30

NORMATIVIDADREQUERIMIENTO DE DISEÑO

Normas de ingeniería para el proceso de diseño de desaladoreselectrostáticos de crudo, 1995.

VISCOCIDAD DEL CRUDO A TEMPERATURA DE DISEÑO

Utilizando las ecuaciones de la norma ASTM D 341 – 03, para obtener elvalor de la viscosidad del crudo a la temperatura requerida.

ELEMENTOS DE ACERO

Tales como chimenea, escaleras y plataformas pueden ser soldadas de

acuerdo a las especificaciones de las ASTM, API o AISI.

SELECCIÓN DE MATERIAL

Los materiales para fluidos corrosivos deben ser seleccionados de la listaque ha publicado la NACE.

MATERIAL

Todos los materiales utilizados en la fabricación de los tratadores deemulsiones, incluyendo los quemadores deben cumplir con el código ASME.

FABRICACION

Los tratadores de emulsión, incluyendo los quemadores deben serconstruidos y probados de acuerdo al código ASME y diseñados de acuerdoal ANSI.


33/36

UNIDAD II 31

PROVEEDORES


34/36

UNIDAD II 32


35/36

UNIDAD II 33

COTIZACIONLas vasijas deshidratadoras pueden ser utilizadas como vasijas desaladorassi se quiere hacer la conversión del proceso, esto tiene un costo de$1,116,765.00.

En la siguiente tabla se puede ver el precio de tres desaladoras.

TABLA 1. Indicadores económicos.

La planta se encuentra ubicada en la Ranchería Cumuapa del Municipio deCunduacán, del estado de Tabasco, a 17 kilómetros al Oeste de la Ciudadde Villahermosa. La planta está adscrita al Activo de Producción SamariaSitio Grande en la Región Sur de Pemex Exploración Producción.


36/36

REFERENCIA BIBLIOGRAFICAPDFDEFINICION DE ESTANDARES OPERATIVOS PARA TRATADORES TERMICOS Y TERMOELECTRICOS EN FACILIDADES DE PRODUCCION(UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER)

PDFDESHIDRATACION DE CRUDO PESADO EN LA TERMINAL MARITIMADOS BOCAS(UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO)

PDFDESHIDRATACION Y DESALADO

(LOURDES DE LA CABADA / GABRIELA RUBERA)

PDFDISEÑO DE UNA PLATA DE DESALACION DE CRUDO A ESCALA BANCO(UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR)

PDFESTUDIO DEL SISTEMA ELECTRICO DEL TRATADOR TERMICO-

ELECTROESTATICO EN LA ISLA VI DEL CAMPO CANTAGALLO(UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER)

PDFEVALUACION DE TECNOLOGIAS, A ESCALA DE LABORATORIO, PARA LADESALACION DE CRUDOS DILUIDOS(UNIVERSIDAD DE ORIENTE)

PDFDESHIDRATACION DEL CRUDO(UNIVERSIDAD DE LOS ANDES)

Documents

Desaladora 2