Exercício e Resolução: Desidratação do gas usando o TEG
Introdução ao
problema
Na cabeça do poço os fluidos geralmente estão saturados com
água. A a´gua no gas pode apresentar alguns problemas como:
- Formação de hidratos, que podem bloquear valvulas, connecções ou tubagens
- A presença de água com H2S ou CO2 pode causar corrosão na tugabem
- A água pode condensar na tubagem causando problemas de erosão ou corroão
De forma geral
uma unidade de desidratação do gás é usado em plantas de gas para obedecer as
especificações da tubagem. Existem vários processos de desidratação do gás que
são: glicóis, sílica gel, ou sieves molecular.
A industria de
gas usa geralmente o tri-etilene glicol(TEG) para desidratação aonde
temperaturas baixas de ponto de orvalho(dew point) são requeridas tais como em
desenhos de unidades de desudratação do gás em plataformas em offshore.
Objectivo
do problema:
• Modelar uma unidade de desidratação TEG
• Determinar o ponto de
orvalho da água no gás
Tarefas:
a) Adicionar
uma corrente de gas com as especificações abaixo:
Nome da corrente:
Inlet gas
Temperatura: 30°C
Pressão: 6200 kPa
Molar Flow: 500
kgmole/h
Composição
Componentes
|
Fração molar
|
Nitrogênio (N2)
|
0.0010
|
H2S
|
0.0155
|
Gás Carbônico (CO2)
|
0.0284
|
Metano (C1)
|
0.8989
|
Etano (C2)
|
0.0310
|
Propano (C3)
|
0.0148
|
I-butano (i-C4)
|
0.0059
|
N-butano (n-C4)
|
0.0030
|
I-pentano (i-C5)
|
0.0010
|
N-pentano (n-C5)
|
0.0005
|
H2O
|
0.0000
|
TEG
|
0.0000
|
Adicionar outra corrente com os seguintes dados:
Nome da
corrente
|
Water to
saturate
|
Temperatura, C
|
30
|
Molar Flow,
kgmol/h
|
0.5
|
Mass frac(H2O)
|
1
|
Junta as correntes de gás e água num misturador
Qual é a fracção de vapor da mistura?
b)
Separação da água livre
A água livre carregada com o gás é primeiro removida no separador. Adicionar
um separador para dar a seguinte e responde as seguintes questões:
b1- Qual é a quantidade de água removida no separador?
b2- Qual é a temperatura de formação de hidratos do gás para a coluna de
contacto?
c)
Adicionar uma corrente para o TEG com
os valores abaixo:
Componentes
|
Fração molar
|
Nome da corrent
|
TEG Feed
|
Temperatura, Kpa
|
50C
|
Pressão, Kpa
|
6200
|
Std ideal Vol. Liq., m3/h
|
0.5
|
Component
|
Mass fraction
|
H2O
|
0.01
|
TEG
|
0.99
|
Adiciona uma coluna absorvedora
com as seguintes caracterisiticas:
Componentes
|
Fração molar
|
Nome da coluna
|
TEG Contactor
|
No de estagios
|
8
|
Top Stage inlet
|
Teg feed
|
Bottom Stage Feed
|
Gas to contactor
|
Ovhd vapour
|
Dry gas
|
Bottom liq
|
Rich Teg
|
Pressão
|
|
Top, kpa
|
6190
|
Botto,kpa
|
6200
|
Qual é a quantidade de água remanescente no gás seco?
d)
Regeneração
do TEG
1- O TEG rico é expandido numa válvula de
expansão conforme mostra a figura abaixo
2- Operação com trocador de calor
A corrente Regen é aquecida a
105°C em um trocador de calor lean/rich,
L/R
HEX, antes de entrar na torre regeneradora. Adiciona um trocador de calor
com os seguinte valores:
A regeneração
do TEG é simulado como uma coluna de destilação. O TEG regenerador consiste num
condensador(condenser), um refervedor(reboiler) e um estágio ideal.
Adiciona os
seguintes parâmetros na coluna regeneradora do TEG:
Nome
|
TEG Regeneradora
|
No de estagios
|
1
|
Feed
|
Corrente Regen
|
Condenser type
|
Full reflux
|
Ovhd vapour
|
Sour Gas
|
Bottom liq
|
Regen Bttms
|
Condenser Energy
|
Cond Q
|
Reboiler Energy
|
Reb Q
|
Top, kpa
|
6190
|
Botto,kpa
|
6200
|
Delta P Cond, kpa
|
2
|
Condenser, kpa
|
101
|
Reboiler, kpa
|
103
|
First Spec- Colunm Temp
|
|
Stage
|
|
Spec value, C
|
102
|
Status
|
Active
|
2nd spec stage
|
Rebeoiler
|
2nd spec value, C
|
205
|
2nd Status
|
Active
|
3rd spec Reflux
|
|
Spec value
|
1.0
|
Status
|
estimate
|
4th Spec- Draw Rate
|
|
Draw
|
Sour gas
|
Spec value, kgmole/h
|
1
|
Status
|
estimate
|
- Muda o factor de Damping (na pagina do Solver) para Adaptive. Isto resultará em covergencia da coluna muito mais rápida.
- Run the Column.( A coluna de convergir)
Os arquivos abrem no aplicativo Hysys
Tamanho: 145 KB
Post a Comment