Randall Gas Technologies
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- Víctor Manuel Rojas Ruiz
- hace 6 años
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1 XVI Convencion AVPG Caracas, Venezuela Mayo, 2004 ABB Lummus Global Inc. - 1 Lummus Process Technology
2 Nuevas tecnologias para la eficiente recuperacion de liquidos de gases naturales ricos Introduccion Influencia de la Composicion del Gas Problemas relacionados con el procesamiento criogenico de gases ricos Estudio empleando tecnologia convencional -Optimizacion Nuevas Tecnologias Estudio empleando el proceso NGL-PRO SM Comparacion Economica Conclusion ABB Lummus Global Inc. - 2
3 Introduccion La tecnologia de turboexpansion es la mas eficiente y la mas empleada para la recuperacion de liquidos del gas natural. Madurez de la tecnologia Restricciones de diseno: Compresion, Presion de operacion de columna demetanizadora Contenido de CO 2, Limites operativos Tecnologia convencional vs. Tecnologia avanzada ABB Lummus Global Inc. - 3 Correcta aplicacion de la tecnologia para gases ricos Optimizacion del ciclo de vida economico de operacion de la planta
4 Influencia de la Composicion del Gas Well No. 1 Well No. 2 Well No. 3 Component Mol% GPM Mol% GPM Mol% GPM Methane Ethane Propane i-butane n-butane i-pentane n-pentane Hexane Heptanes Total MW Factor= MW[lb/lbmol] x 1/379.5 [scf/lbmol] x 1/ [lb/gal] x 1000/100 ABB Lummus Global Inc. - 4 Component Factor Ethane Propane i-butane n-butane i-pentane n-pentane Hexane Heptanes
5 Influencia de la Composicion del Gas Typical Natural Gas Analysis in Venezuelan Area Gas No. 1 Gas No. 2 Gas No. 3 Gas No. 4 Gas No. 5 Component Mol% GPM Mol% GPM Mol% GPM Mol% GPM Mol% GPM Methane Ethane Propane i-butane n-butane i-pentane n-pentane Hexane Heptanes Total MW ABB Lummus Global Inc. - 5
6 Influencia de la Composicion del Gas Variation of Vapor Fraction with Temperature Gas 130 o F 40 o F -40 o F % C1@-40 o F Gas No Gas No Gas No Gas No Gas No Cooling Curve - Gas ABB Lummus Global Inc. - 6 Temperature Temperature Vapor Fraction % Duty Vapor Fraction
7 Problemas relacionados con el procesamiento criogenico de gases ricos ABB Lummus Global Inc. - 7 Gran cantidad de liquido condensado durante el enfriamiento, que impacta las curvas de enfriamiento promoviendo pinch points. Gran cantidad de metano condensado con el liquido, reduciendo la cantidad de gas disponible para circular por el turboexpansor. La forma de las curvas de condensacion de corrientes de reflujo que promueve pinch points a bajas temperaturas. La presencia de pesados limita las condiciones de operacion de la columna demetanizadora debido a la cercania de la operacion en condiciones criticas en el fondo de la columna. La integracion termica del proceso se ve afectada por las relativamente altas temperaturas de la columna demetanizadora. El uso de reboiler reboiler con gas de entrada puede estar limitado por las temperaturas de la columna demetanizadora, requiriendo el uso de medios de calentamiento externo. Uso de refrigeracion
8 Cuanta energia debe emplearse por galon de liquido recuperado? TurboExpander Plant Correlation MW of Inlet Gas Refrigeration Needed Series1 Series2 Series ABB Lummus Global Inc Total BHP/Std GPM Product
9 Estudio empleando tecnologia convencional Caudal de Gas : 500 MMscfd Presion de Entrada/Salida: : 785 psig Temperatura: : 130 o F Composicion de Gas similar al Gas No.1, % Mol Metano ABB Lummus Global Inc. - 9 Ethano Propano 9.2 I-Butano 1.67 n-butano 3.16 I-Pentano 0.73 n-pentano 0.85 Hexano 0.39 Heptano Costo de Energia Electrica es 0.03 $/kwh. Costo de compresion instalado: : 435 $/hp Costo de intercambiador (plate fins): $/UA
10 Estudio empleando tecnologia convencional 785 psig Residue Gas to Sales 43 o F Booster Compressor Residue Gas Compressor Aftercooler Reflux Exchanger Demethanizer 1st Gas Chiller 2nd Gas Chiller -118 o F 275 psig -152 o F 785 psig Inlet Gas Expander 130 o F 1st Level C3R 2nd Level C3R Fr DeC1 To DeC1 Fr DeC1 To DeC1 ABB Lummus Global Inc psig -55 o F Ovhd Compressor Front-End Demethanizer Reboiler -30 o F -50 o F Intermediate Separator BASE CASE 500 MMscfd MW= 23.6 GPM= 8.11 Cold Separator NGL 41 o F
11 Estudio empleando tecnologia convencional Composite Curve - Base Case Temperature Refrigeration Load Distribution Opportunity to Reduce Refrigeration and close approach ABB Lummus Global Inc Heat Flow Btu/hr (Values not shown) Hot Source Cold Source
12 Estudio empleando tecnologia convencional Gas processed: 500 MMscfd Refrigeration (eff: 75%) : Sub-total 38,900 BHP Compression (eff: 82% ad.): Sub-total 20,185 BHP Total compression: 59,090 BHP NGL recovered: 2,774 gpm BHP/gpm index: 21.3 hp/gpm Ethane recovered: 95% total Observation Impact Refrigeration load distribution Higher energy consumption Hot end too open Opportunity to save refrigeration ABB Lummus Global Inc. - 12
13 Optimizacion empleando tecnologia convencional Optimizacion Balancear cargas de refrigeracion Cerrar terminal caliente de temperatura Eliminar el reciclo de entrada y enviar esa corriente como alimentacion a la demetanizadora ABB Lummus Global Inc. - 13
14 Optimizacion empleando tecnologia convencional Residue Gas to Sales Booster Compressor 1 Booster Compressor 2 Residue Gas Compressor Aftercooler Reflux Exchanger Demethanizer 1st Gas Chiller 2nd Gas Chiller Expander 1 Inlet Gas 1st Level C3R 2nd Level C3R Fr DeC1 To DeC1 Fr DeC1 To DeC1 Expander 2 Cold Separator Intermediate Separator ABB Lummus Global Inc ALTERNATE CASE 500 MMscfd MW= 23.6 GPM= 8.11 Front-End Demethanizer Reboiler NGL
15 Optimizacion empleando tecnologia convencional Composite Curve - Alternate Case Temperature ABB Lummus Global Inc Heat Flow Btu/hr (Values not shown) Hot Source Cold Source
16 Optimizacion empleando tecnologia convencional Gas processed: 500 MMscfd Refrigeration (eff: 75%): Sub-total 27,440 BHP Compression (eff: 82% ad.): Residue gas 21,500BHP Total compression: 48,940 BHP NGL recovered: 2,774 gpm BHP/gpm index: hp/gpm Ethane recovered: 95% total Compression savings: $ 4,415,250 Exchanger savings: $ (169,280) Total CAPEX savings: $ 4,245,970 OPEX savings: $/yr 1,963,221 ABB Lummus Global Inc. - 16
17 Nuevas Tecnologias ha desarrollado nuevas tecnologias para altas recuperaciones, usando procesos con reflujo reflujo. Estos procesos pertenecen a una familia de procesos disenados para manejar una gran variedad de gases, diversidad de escenarios de operacion y requirimientos de proceso NGL-PRO SM Process NGL-FLEX SM Process NGL-RGP SM Process NGL-MAX SM Process ABB Lummus Global Inc. - 17
18 Nuevas Tecnologias NGL-PRO SM Process EC-2101 Recompressor Aftercooler EA-2101 Inlet Gas Exchanger GB-2102 Recompressor EA-2102 Reboiler & Side Reboiler GB-2101 Expander-Compressor FA-2101 Cold Separator EA-2102 Reflux Subcooler DA-2101 Demethanizer RESIDUE GAS EA-2102 EC-2102 GB-2102 GB-2101 DA-2101 INLET GAS EA-2101 FA-2101 ABB Lummus Global Inc Notes: This drawing is the property of the ABB Lummus Global, Inc. Houston, TX and is not to be reproduced to furnish any information of drawings or apparatus except where provided by agreement with said company. U.S. Patent 5,890,377 Copyright 2001 ABB Lummus Global Inc. ALL RIGHTS RESERVED ABB Lummus Global - EA-2102 NGL+
19 Nuevas Tecnologias NGL-FLEX SM Process EC-2101 Recompressor Aftercooler EA-2101 Inlet Gas / Reflux Exchanger GB-2102 Recompressor EA-2102 Reboiler & Side Reboiler GB-2101 Expander-Compressor FA-2101 Cold Absorber DA-2101 Demethanizer RESIDUE GAS EC-2102 GB-2102 GB-2101 DA-2101 INLET GAS FA-2101 EA-2101 EA-2102 ABB Lummus Global Inc Notes: This drawing is the property of the ABB Lummus Global, Inc. Houston, TX and is not to be reproduced to furnish any information of drawings or apparatus except where provided by agreement with said company. PATENT PENDING Copyright 2001 ABB Lummus Global Inc. ALL RIGHTS RESERVED ABB Lummus Global - NGL+
20 Nuevas Tecnologias NGL-RGP SM Process EC-2101 Recompressor Aftercooler EA-2101 Inlet Gas Exchanger GB-2102 Recompressor EA-2102 Reboiler & Side Reboiler GB-2101 Expander-Compressor FA-2101 Cold Absorber FA-2102 Cold Liquid Stripper EA-2103 Reflux Condenser DA-2101 Demethanizer EA-2103 RESIDUE GAS EC-2102 GB-2102 GB-2101 FA-2102 DA-2101 INLET GAS EA-2101 FA-2101 EA-2102 ABB Lummus Global Inc Notes: This drawing is the property of the ABB Lummus Global, Inc. Houston, TX and is not to be reproduced to furnish any information of drawings or apparatus except where provided by agreement with said company. PATENT PENDING - ALL RIGHTS RESERVED Copyright 2001 ABB Lummus Global Inc. ALL RIGHTS RESERVED ABB Lummus Global - NGL+
21 Nuevas Tecnologias NGL-MAX SM Process EC-2101 Recompressor Aftercooler EA-2101 Inlet Gas Exchanger GB-2102 Recompressor EA-2102 Reboiler & Side Reboiler GB-2101 Expander- Compressor EA-2103 Reflux Subcooler FA-2101 Cold Separator EA-2104 Reflux Condenser FA-2102 DA-2101 Reflux Separator Demethanizer RESIDUE GAS EA-2103 EA-2104 EC-2102 GB-2102 GB-2101 FA-2102 DA-2101 INLET GAS EA-2101 FA-2101 ABB Lummus Global Inc Notes: This drawing is the property of the ABB Lummus Global, Inc. Houston, TX and is not to be reproduced to furnish any information of drawings or apparatus except where provided by agreement with said company. Patent Pending-All rights reserved Reference :U.S. Patent 4,519,824 Copyright 2001 ABB Lummus Global Inc. ALL RIGHTS RESERVED ABB Lummus Global - EA-2102 NGL
22 Estudio empleando el proceso NGL-PRO SM 785 psig Residue Gas to Sales Booster Compressor Residue Gas Compressor Aftercooler Reflux Exchanger Demethanizer 120 o F 1st Gas Chiller 2nd Gas Chiller o F 235 psig -159 o F 785 psig Inlet Gas Expander 130 o F 1st Level C3R Fr DeC1 To DeC1 Fr DeC1 To DeC1-10 o F -45 o F Intermediate Separator Cold Separator ABB Lummus Global Inc NGL-PRO SM Process US PAT 5,890,377 NGL 68 o F
23 Estudio empleando el proceso NGL-PRO SM Gas processed: 500 MMscfd Refrigeration (eff: 75%): 5, o F with economizer Compression (eff: 82% ad.): Residue gas 34,010BHP Total compression: 39,900 BHP NGL recovered: 2,774 gpm BHP/gpm index: hp/gpm Ethane recovered: 95% total Compression savings: $ 8,347,650 Exchanger savings: $ (682,055) Total CAPEX savings: $ 7,665,595 OPEX savings: $/yr 3,711,745 ABB Lummus Global Inc. - 23
24 Estudio empleando el proceso NGL-PRO SM Composite Curve - NGL-PRO SM Temperature Hot Source ABB Lummus Global Inc Heat Flow Btu/hr (Values not shown) Cold Source
25 Comparacion de Tecnologias NGL-PRO SM NGL-FLEX SM NGL-RGP SM NGL-MAX SM Total BHP 39,900 37,450 35,675 37,170 NGL, gpm 2,774 2,774 2,774 2,774 HP/gpm ABB Lummus Global Inc. - 25
26 Comparacion Economica Base Alt. Base NGL-PRO SM NGL-FLEX SM NGL-RGP SM NGL-MAX SM Total BHP 59,090 48,940 39,900 37,450 35,675 37,170 NGL, gpm 2,774 2,774 2,774 2,774 2,774 2,774 HP/gpm OPEX Savings $/yr Base 1,963,221 3,711,745 4,185,625 4,528,950 4,239,785 CAPEX Savings, $ Base 4,245,970 7,665,595 8,037,275 8,749,260 8,106,035 NPV, 10 yr Base 15,336 28,638 31,683 34,339 32,063 ABB Lummus Global Inc. - 26
27 Conclusion Una unica tecnologia no es aplicable para todos los casos. La innovacion continua! Los clientes no compran detalles, sino beneficios economicos. Las nuevas tecnologias permiten la creacion de negocios y generacion de valor economico. Estudiar el esquema de proceso que resulte mejor para la operacion y ciclo de vida economico de la planta. ABB Lummus Global Inc La nuevas tecnologias se justifican cuando se quiere optimizar el ciclo de vida economico de la planta.
28 Muchas Muchas Gracias! Gracias!
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