DETERMINAR LAS CAUSAS DE LA POSIBLE PRESENCIA DE CONDENSADOS EN LA CORRIENTE GASEOSA DE CARGA A LAS PLANTAS DE CARTON DE COLOMBIA S.A. (SMURFIT) Y ALUMINIO NACIONAL S.A. (ALUMINA) E IDENTIFICAR SOLUCIONES AL PROBLEMA .

OBJETIVO GENERAL Evaluar las facilidades presentes en las instalaciones de las empresas Cartón de Colombia S.A. (SMURFIT) y Aluminio Nacional S.A. (ALUMINA), con el fin de identificar las causas de la presencia de condensados y presentar soluciones para evitar la posible presencia de estos condensados en la corriente gaseosa de carga.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar si la composición de carga al gasoducto es la misma de entrada a las plantas Construir modelo de simulación Evaluar disposición de equipos y corrientes

OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar las causas de la presencia de líquidos Dar solución al problema

Efecto de la variación en la Relación Volumétrica de carga sobre la Envolvente de Fases de la Mezcla Gasoducto CENTRAGAS. Corriente Chuchupa A Chuchupa B (%) Carga Baja Chuchupa B 51 49 Carga Media Chuchupa B 48 52 Carga Alta Chuchupa B 35 65

Nivel de Empaquetamiento Alto Comportamiento de las condiciones operacionales reales del Gasoducto MARIQUITA – CALI Nivel de Empaquetamiento Alto

Modelo de Simulación en Estado Estable del Gasoducto MARIQUITA – CALI Nivel de Empaquetamiento Alto

Nivel de Empaquetamiento Medio Comportamiento de las condiciones operacionales reales del Gasoducto MARIQUITA – CALI Nivel de Empaquetamiento Medio

Nivel de Empaquetamiento Bajo Comportamiento de las condiciones operacionales reales del Gasoducto MARIQUITA – CALI Nivel de Empaquetamiento Bajo

P&ID Estación de Gas Alumina S.A.

Comparación de las envolventes de carga al gasoducto CENTRAGAS con la envolvente de entrada a ALUMINA

P&ID AREA DE PROCESO DE SMURFIT Ubicación Presión (psia) Temperatura (°F) Entrada Maingate SMURFIT* 255 psi 80 °F Salida Scrubber Previo Compresor* 252 psi 83 °F Salida Compresor* 355 psi 160 °F Salida Scrubber de Posterior Compresor* 350 psi 104 °F Salida Cámara de Combustión** 348 psi 1200 °F Salida Turbina** 14.7 psi 600 °F

Comparación de las envolventes de carga al gasoducto CENTRAGAS con la envolvente de entrada a SMURFIT

Presencia de Hidrocarburos Líquidos en el Scrubber Instalado Aguas Abajo del Compresor de SMURFIT

Compilado de Muestras Líquidas Recolectadas por ICP - UIS

Muestra Líquida Recolectada por ICP-UIS desde el Scrubber Aguas Abajo del Compresor

Compilado de Muestras Líquidas Recolectadas por Gerencia de Gas – ECOPETROL S.A.

Muestra Líquida Recolectada por Gerencia de Gas con el Menor Grado de Contaminación de Lubricante

Muestra Líquida Recolectada por Gerencia de Gas con el Mayor Grado de Contaminación de Lubricante

P&ID CITYGATE DE CALI - TDO 2 1 3 Ubicación Presión (psia) Temperatura (°F) Entrada Citygate de Cali – TDO (1) 950 psi 76 °F Salida Calentador (2) 945 psi 83 °F Salida Regulación (3) 258 psi 59 °F

P&ID CALENTADOR CITYGATE DE CALI - TDO

Envolventes de carga y descarga de la Citygate de Cali

Comparación de las envolventes de carga al gasoducto CENTRAGAS con las envolventes Citygate de Cali

Gas de Carga a SMURFIT vs Gases de la Citygate de Cali del 22 de octubre de 2004

Efecto Joule – Thompson de la Citygate de Cali Nivel de Empaquetamiento Bajo

Efecto Joule – Thompson de la Citygate de Cali Nivel de Empaquetamiento Medio 1

Efecto Joule – Thompson de la Citygate de Cali Nivel de Empaquetamiento Alto

Compilado de Muestras Líquidas Recolectadas en SMURFIT

Compilado Total de las Muestras Líquidas Recolectadas en SMURFIT vs Condiciones de Operación de la Turbina

CONCLUSIONES SOBRE PRESENCIA DE LIQUIDOS EN ALUMINA No se encontró evidencia de condensados en la estación de recibo de gas de ALUMINA, y según conversaciones sostenidas con los funcionarios de esta empresa, Ingenieros Álvaro Posada – Superintendente de Mantenimiento y Carlos Fernando Echevarria – Superintendente de Fundición, NO ha existido ningún evento en el cual se haya evidenciado presencia de líquidos en estas corrientes gaseosas de carga. La reclamación de ALUMINA hacia la Asociación Guajira con respecto a supuestos incumplimientos de las especificaciones de calidad del gas de carga a esta empresa contempladas en el Reglamento Único de Transporte (RUT) en su numeral 6.3, se originó como resultado del comunicado de TRANS OCCIDENTE S.A. E.S.P. No 4.3.4.0 – 000473 del 4 de noviembre de 2003 firmado por el Doctor Isaac Díaz Acosta, Gerente de TRANS OCCIDENTE S.A. E.S.P.

CONCLUSIONES SOBRE PRESENCIA DE LIQUIDOS EN SMURFIT Tanto en la visita técnica de julio 7 y 8 de 2004, como en la realizada posteriormente con motivo de un nuevo programa de muestreo el 22 de octubre en las instalaciones de SMURFIT, se encontró presencia de hidrocarburos líquidos en el Scrubber instalado aguas abajo del compresor del área de proceso. Según los históricos de Ecogás sobre las relaciones volumétricas de carga al gasoducto Mariquita – Cali, se puede observar que el aporte del gas Guajira en el gas de carga en Mariquita oscila entre 87 y 96 %,

CONCLUSIONES SOBRE PRESENCIA DE LIQUIDOS EN SMURFIT Los funcionarios de la empresa TDO manifestaron que en la Citygate de Cali NUNCA se han presentado líquidos en el filtro instalado en el tren de carga del gas proveniente del gasoducto Mariquita – Cali, por lo cual se concluye que los hidrocarburos líquidos presentes en SMURFIT NO provienen de la operación normal de este gasoducto aguas arriba de la Citygate. Las condiciones operacionales (presión, temperatura) en SMURFIT son menos críticas que las condiciones operacionales de la Citygate de Cali – TDO y se puede afirmar que el condensado de gas presente en SMURFIT proviene de la Citygate de Cali, probablemente debido al efecto Joule – Thompson que tiene lugar en esta estación para garantizar la entrega del gas a sus clientes a una presión de 250 psia.

CONCLUSIONES SOBRE EFECTO JOULE-THOMPSON EN CITY GATE DE CALI El efecto Joule – Thompson que se presenta en la Citygate de Cali es el causante de la presencia de condensado de gas en la empresa Cartón de Colombia S.A. El mantener niveles de presión elevados en el Gasoducto Mariquita – Cali (alto empaquetamiento) puede garantizar la ausencia de condensados de gas al interior de la línea de transporte, pero obliga a entregar cantidades superiores de calor a la corriente gaseosa previo al efecto Joule – Thompson (regulación de presión) con el fin de evitar presencia de líquidos aguas abajo de la estación Citygate.

CONCLUSIONES SOBRE EFECTO JOULE-THOMPSON EN CITY GATE DE CALI El calentador instalado actualmente en la Citygate de Cali, no cuenta con la capacidad suficiente para contrarrestar la caída de temperatura debida al Joule – Thompson de regulación alcanzado en los ambientes medio y alto de presión del gas a la llegada a Cali. Debido a que este gasoducto opera principalmente a condiciones de empaquetamiento medias y altas (800 – 950 psi), es muy factible la aparición de líquidos en la Citygate de Cali por efecto de la regulación de presión.

CONCLUSIONES SOBRE COMPOSICIÓN MUESTRAS LÍQUIDAS SMURFIT Todas las muestras líquidas tomadas en el área de proceso de SMURFIT presentan contaminación con aceite lubricante del compresor, aún aquellas del filtro instalado aguas arriba de este. Las muestras líquidas con mayor grado de participación (contaminación) de aceite lubricante corresponden a las tomadas en el filtro de descarga del compresor de SMURFIT y en el Scrubber instalado aguas abajo del mismo compresor.

CONCLUSIONES SOBRE COMPOSICIÓN MUESTRAS LÍQUIDAS SMURFIT La contaminación del condensado de gas por parte del aceite lubricante del compresor tiene lugar al interior de SMURFIT puesto que las dos (2) muestras líquidas tomadas desde el Maingate de entrada a SMURFIT son de condensado de gas puro. La muestra líquida con el menor grado de contaminación de aceite lubricante presenta un 45% de este, la mayor contaminación es cercana al 80%, mientras que el valor promedio de contaminación es de aproximadamente 65%. Por lo tanto las muestras de liquido encontradas en SMURFIT corresponden a muestras de aceite lubricante contaminadas con fracciones variables de condensado de gas.

CONCLUSIONES SOBRE LÍQUIDOS EN LA TURBINA DE SMURFIT El aceite lubricante del compresor de SMURFIT presenta un rango de ebullición entre 480 y 1030 °F. Aproximadamente el 3 % lo constituyen compuestos con puntos de ebullición desde 480 hasta 670 °F (C14 a C21) y el 97 % restante por compuestos con puntos de ebullición entre 670 y 1030 °F (C22 a C46). El condensado de gas encontrado en SMURFIT presenta un rango de ebullición entre 230 y 920 °F. Aproximadamente el 97 % lo constituyen compuestos con puntos de ebullición desde 230 hasta 570 °F (C8 a C19) y el 3 % restante por compuestos con puntos de ebullición entre 570 y 920 °F (C20 a C36).

CONCLUSIONES SOBRE LÍQUIDOS EN LA TURBINA DE SMURFIT La cola de pesados con temperaturas de ebullición superior a 970 °F, corresponde al aporte del aceite lubricante y no del condensado de gas; esta cola de pesados presenta un punto de ebullición final de aproximadamente 1040 °F según las destilaciones realizadas. El rango de temperaturas de operación de la turbina de SMURFIT es de 1000 °F a 600 °F. El aceite lubricante a las condiciones de entrada a la turbina presenta una fracción en fase líquida cercana al 15 %, mientras que las mezclas de condensado de gas y aceite lubricante presentan fracciones líquidas desde 5 hasta un 12 %. Es necesario resaltar que esta fracción corresponde completamente al aporte del aceite lubricante a dichas mezclas.

CONCLUSIONES SOBRE LÍQUIDOS EN LA TURBINA DE SMURFIT Debido a que previo a la entrada a la turbina se alcanza en el quemador una temperatura de 1000 °F, los compuestos provenientes del condensado de gas se han volatilizado en su totalidad, de tal forma que no es posible afirmar que se pueden encontrar estos compuestos hidrocarburos en la fase líquida que ingresa a esta turbina. Teniendo en cuenta las velocidades del gas al interior del área de proceso de SMURFIT, es posible afirmar que a las condiciones de carga a la turbina puede existir una fase líquida dispersa en forma de niebla en los gases de carga. Esta fase líquida proviene en su totalidad del aceite lubricante empleado en el compresor del área de proceso de esta empresa.