Deshidratación de gas natural y secado de tuberías con tecnología de vacío
La humedad contenida en el interior del gas natural crudo y en las tuberías de transmisión recién instaladas es uno de los mayores riesgos ocultos en la industria intermedia del gas natural. El exceso de vapor de agua forma fácilmente hidratos de gas natural a baja temperatura y alta presión, bloquea las tuberías, provoca corrosión interna de las tuberías y reduce la eficiencia de la transmisión.
La tecnología de vacío se ha convertido en una solución madura y confiable tanto para la deshidratación del gas natural en las instalaciones de procesamiento como para el secado de tuberías durante la construcción o revisión de las mismas. Al crear ambientes controlados de presión negativa, los equipos de vacío vaporizan rápidamente el agua líquida atrapada y eliminan el vapor de agua de las paredes internas del gas y de las tuberías sin aditivos químicos adicionales. Este artículo detalla el flujo del proceso, la selección de equipos, las ventajas de la aplicación y las reglas de mantenimiento de la deshidratación de gas natural y el secado de tuberías al vacío.
Por qué es importante la eliminación de la humedad para los ductos de transmisión y gas natural
El gas natural crudo extraído de yacimientos subterráneos transporta vapor de agua saturado y agua líquida libre. Si el agua no se elimina por completo antes del transporte de larga distancia, se producen varios problemas graves:
El entorno de baja temperatura de las tuberías desencadena la cristalización de hidratos, lo que bloquea los conjuntos de válvulas y las tuberías de transmisión y provoca un cierre de producción no planificado.
El agua disuelta acelera la corrosión de la pared interna de las tuberías de acero al carbono, acortando la vida útil de las tuberías y aumentando el riesgo de fugas.
La humedad residual reduce el valor calorífico del gas natural terminado y reduce los ingresos económicos de los operadores de gas.
La deshidratación por absorción de glicol tradicional y el secado de tuberías de aire caliente tienen limitaciones en cuanto a costo y minuciosidad del secado, mientras que el secado al vacío proporciona una eliminación de agua más profunda y estable para los proyectos modernos de gas natural.
Dos escenarios de aplicación principales: deshidratación de gas + secado de tuberías
Deshidratación de gas natural al vacío en plantas de procesamiento
Dentro de las plantas de procesamiento de gas natural, la deshidratación al vacío funciona como procesamiento complementario o independiente después de la separación previa inicial. Las bombas de vacío extraen vapor de agua de recipientes de separación cerrados bajo una presión negativa preestablecida, lo que reduce constantemente el punto de rocío del gas natural para cumplir con los estándares nacionales de transporte por tuberías.
En comparación con la deshidratación tradicional con trietilenglicol, la deshidratación asistida por vacío reduce el consumo de productos químicos y reduce el costo del tratamiento de líquidos residuales, lo que es especialmente ideal para campos de gas de pequeña y mediana escala y estaciones satelitales de procesamiento de gas.
Secado al vacío para puesta en servicio de tuberías nuevas y de mantenimiento
Las tuberías de gas natural recién instaladas siempre retienen el agua residual de la construcción, las aguas residuales hidroeléctricas y la humedad condensada dentro de las cavidades de las tuberías. Antes de la puesta en servicio y la inyección de gas, el secado al vacío es la práctica principal de la industria:
Evacue el espacio interior de la tubería hasta lograr un vacío profundo para reducir el punto de ebullición del agua líquida residual;
Convierta el agua líquida atrapada en vapor y extraiga toda la humedad mediante bombeo de vacío continuo;
Garantizar que el punto de rocío de la tubería cumpla con las especificaciones de diseño antes de ponerla en servicio formal.
El secado al vacío también se usa ampliamente después de la revisión de tuberías y el mantenimiento de fugas de agua para eliminar el agua residual de manera eficiente.
Principio de funcionamiento de la tecnología de vacío para la eliminación de agua
El punto de ebullición del agua cae significativamente a medida que disminuye la presión circundante. Los sistemas de vacío crean ambientes de baja presión dentro de los separadores de procesamiento o secciones de tuberías selladas, lo que hace que el agua líquida se vaporice a temperatura ambiente o de calentamiento suave sin horneado a alta temperatura.
Las bombas de vacío de funcionamiento continuo extraen constantemente el vapor de agua generado y el gas mixto no condensable fuera del espacio confinado, reduciendo gradualmente el contenido de humedad residual hasta alcanzar el estándar de sequedad requerido para gas natural o tuberías.
Tipos de bombas de vacío adecuadas para la industria del gas natural
Las condiciones de trabajo con gas natural contienen vapores ligeros de hidrocarburos, trazas de humedad y ocasionales gotas de impurezas, lo que requiere equipos de vacío a prueba de explosiones y resistentes al vapor. Tres tipos de bombas dominan este campo:
Bombas de vacío de anillo líquido a prueba de explosiones: opción principal, excelente tolerancia al vapor de agua y a la mezcla de hidrocarburos ligeros, operación segura en ambientes de gas natural inflamable, perfectas para deshidratación continua y secado de tuberías de gran diámetro.
Unidades de vacío combinadas Roots + Liquid Ring: brindan un vacío final más profundo y una mayor velocidad de bombeo, se utilizan para el secado profundo de tuberías troncales de gas natural de larga distancia y la deshidratación de gas de alto nivel y bajo punto de rocío.
Bombas de vacío secas sin aceite: riesgo cero de contaminación por petróleo, aplicadas en el procesamiento de gas natural de alta pureza y proyectos de gas de estricta protección ambiental.
Ventajas de las soluciones de deshidratación al vacío y secado de tuberías
Logre un control del punto de rocío más profundo que el secado con aire caliente y la deshidratación química parcial, previniendo eficazmente la generación de hidratos.
Reducir el uso de agentes químicos y el costo de seguimiento de la eliminación de desechos para las fábricas de procesamiento de gas.
Acortar el ciclo de puesta en servicio de la construcción de gasoductos y acelerar el cronograma de puesta en servicio del gas natural.
Reduzca los costos de mantenimiento de la corrosión de las tuberías a largo plazo y extienda el ciclo general de servicio de las tuberías.
El diseño compacto del sistema de vacío montado sobre patines ahorra espacio de instalación para plantas de gas y sitios de construcción de tuberías móviles.
Problemas operativos comunes y consejos para optimizar el sistema de vacío
Efecto de secado incondicional causado por insuficiencia de vacío.
Optimización: Verifique las fugas en las bridas de la tubería, actualice el sistema de vacío combinado Roots-anillo líquido para mejorar la capacidad de bombeo y el nivel de vacío estable.
El vapor de agua ingresa a la cavidad de la bomba, lo que provoca una disminución del rendimiento.
Optimización: agregue un separador de gas y líquido de etapa previa y un equipo de filtrado antes de la entrada de la bomba de vacío para interceptar las gotas de líquido.
Alto consumo de energía bajo carga de gas inestable.
Optimización: Instale un variador de frecuencia VFD para unidades de vacío para ajustar la velocidad de bombeo siguiendo la carga de humedad en tiempo real y ahorrar consumo de energía.
Mantenimiento estándar para sistemas de vacío de gas natural
Diariamente: verifique el ruido de funcionamiento de la bomba, el nivel del líquido sellador, la lectura de vacío y el estado del circuito a prueba de explosiones.
Semanalmente: Limpie el filtro de entrada y el separador de lodos para evitar el bloqueo de la tubería.
Trimestralmente: Inspeccione los componentes de sellado, reemplace las juntas viejas y verifique la integridad de los accesorios a prueba de explosiones.
Anual: completar la revisión completa del equipo y la calibración del rendimiento del vacío antes de que llegue la temporada alta de transmisión de gas.
Conclusión
La tecnología de vacío se ha convertido en una solución económica indispensable para la deshidratación de gas natural y el secado de ductos en los campos de gas upstream y en los sectores de transporte por ductos midstream. Los sistemas de bombas de vacío a prueba de explosiones seleccionados adecuadamente eliminan la humedad residual de manera eficiente, evitan el bloqueo de hidratos y la corrosión de las tuberías y mejoran en gran medida la seguridad del transporte de gas natural y los beneficios económicos.
Las soluciones de vacío personalizadas montadas sobre patines ayudan a los operadores de gas natural a optimizar el flujo de trabajo de procesamiento y reducir los costos operativos a largo plazo para proyectos de tuberías y plantas de gas.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Puede el secado al vacío reemplazar completamente la deshidratación con glicol en grandes plantas de gas natural?
A1: La deshidratación al vacío se utiliza comúnmente como proceso auxiliar o combinado; Las plantas principales de gas a gran escala generalmente combinan la predeshidratación de glicol y la deshidratación profunda al vacío para equilibrar el costo y el efecto de secado.
P2: ¿Qué bomba de vacío se utiliza más para el secado de tuberías de gas natural?
A2: Las bombas de vacío de anillo líquido a prueba de explosiones son la opción más popular; Las tuberías troncales largas adoptan sistemas de vacío compuestos de anillo líquido Roots + para un secado profundo.
P3: ¿Qué beneficios aporta el secado de tuberías al vacío a los proyectos de gas natural?
R3: Elimina completamente el agua residual de la construcción, previene la corrosión de los hidratos y de la tubería interna, garantiza una transmisión segura de gas natural a larga distancia y reduce los gastos de mantenimiento posteriores.
P4: ¿Es el secado al vacío adecuado para ramales de gas natural de pequeño diámetro?
R4: Sí, los paquetes compactos de bombas de vacío de flujo pequeño montados sobre patines admiten un secado rápido para ramales de diámetro pequeño de redes de distribución de gas.
