LNG – Gas Venta – Amoníaco Estrategias para manejar cambios en las condiciones de gas de alimentación LNG – Gas Venta – Amoníaco 2º Jornadas Técnicas sobre Acondicionamiento del Gas Natural IAPG – Calafate – Argentina Intermediates Jorge Rodriguez, BASF Argentina Stephan Herwig, BASF AG Alemania John Gunnerson, BASF Corp

Por qué se involucra el proveedor de solvente ? Solvente Servicio de diseño y operación Solución del proveedor para Tratamiento de gas

Rol del proveedor en el diseño y operación de plantas de tratamiento Garantías Proveedor de solvente : Provisión de datos de Diseño básico y garantías de proceso - Balance de Materia y Calor - Descripción del proceso - Filosofía de control - Dimensionamiento de Columnas - Cargas térmicas de intercambiadores - Procedimientos de puesta en marcha - Procedimientos analíticos - Asistencia en selección de materiales – otros Asistencia de operación y optimización Contratista FEED (Front End Engineering Design) Contratista de EPC Puesta en Marcha Operación

BASF como proveedor de soluciones Para tratamiento de gas producción Integrados ventas Presencia global de BASF Ludwigshafen Geismar Houston Hong Kong Singapore, warehouse Jakarta Melbourne Buenos Aires Oficinas servicio Tecnológico Centros de producción solventes tratamiento de gas

Aplicación de tecnologías de tratamiento de gas LNG y Gas de Venta NH3, syngas gas natural gas natural Unidad de remoción de gas ácido CO2 Reforming => N2, H2, CO, CO2 H2O H2S aire Unidad de glicol, Tamiz molecular Unidad de remoción de gas ácido H2O CO2 H2 Gas Ventas Síntesis N2 + H2 => NH3 Enfriamiento, Liquefacción NGL Amoníaco LNG

Diseño versus realidad Opción 1 : Diseño sobredimensionado A fin de cubrir : - Posibles mayores cargas ácidas / cargas de gas - Imprecisión de diseño - Unidad multi-solvente se adopta un diseño sobredimensionado basado en - tecnologías de proceso genéricas - herramientas de diseño genéricas que permiten trabajar con grandes márgenes pero muy alejado del punto de operación real

Diseño versus realidad Opción 2 : Diseño ajustado A fin de reducir : - Costos de Inversión (CaPex) - Costos de operación (Opex) se adopta un diseño mas ajustado basado en - Tecnologías de proceso más eficientes - Herramientas de diseño mas confiables que permiten evitar el sobredimensionamiento pero limitando la flexibilidad de operación

Diseño versus realidad Desviaciones al diseño Pero las condiciones reales pueden ser diferentes por: Condiciones iniciales de alimentación de gas real muy diferente al diseño Variación de las condiciones de alimentación a lo largo del ciclo de vida Condiciones de borde diferentes a las de diseño (T ambiente, T fluido calefactor, P salidas, etc) Gas mezcla variable de pozos de diferente composición. Impurezas no esperadas en el gas ( HHC , O2 , etc)

Diseño versus realidad Impacto de las desviaciones A) La unidad puede operar pero fuera del rango de diseño - Operación inestable muy por encima o por debajo . - Mayor consumo específico de energías B) O no puede operar en el punto requerido : - No puede alcanzar las especificaciones Menor capacidad de tratamiento disponible Pérdidas de producción Multas por fuera especificación

Consecuencias del cambio en las condiciones del gas de alimentación parámetros del gas de alimentación que impactan el la operación : Caudal Presión parcial de CO2 (acidez) Presión Temperatura contenido de agua Composición Impurezas

Consecuencias del cambio en las condiciones del gas de alimentación Condiciones del operación significativamente distintas a las de diseño pueden llevar a: Gas tratado fuera de especificación : - por saturación del solvente (capacidad) - por velocidad de absorción muy baja (nro platos) Excesivo consumo de energía específica Problemas de operación , ej. : - Espuma - Arrastre - Inundación, lagrimeo, mala distribución. Es vital optimizar la operación bajo las condiciones reales de proceso.

operación con sobrediseño Ejemplo real de operación con sobrediseño Condiciones Diseño Operación Max Operation Min Caudal gas alimentación, ton/hr 640 650 200 CO2 en alimentación, mol% 1.0 - 2.0 0.35 0.2 Presión gas alimentación, barg 65 30 CO2 en el gas tratado, ppmv 50 2 Parámetros de operación CO2 removido [kmol/hr] . sobre diseño 700 100% 127 18% 22 3% Temp Absorbedor – Superior oC Inferior oC 41 40.5 29 33.5 25 34 Dramática falta de energía absorción

Cantidad de gas ácido mucho menor que diseño Mayor Energía específica en el rehervidor Menor calor generado en el absorbedor Mayor OPEX => Baja temperatura = Cinética de absorción lenta Puede “apagarse” la reacción Si menor circulación de solvente => Inadecuada distribución en las columnas. = Insuficiente transferencia de masa.

Cantidad de gas ácido mucho mayor que diseño Si mayor circulación excesivo Mayor requerimiento energía regeneración Mayor Coabsorción hidrocarburos espumado Inundación o arrastre. Limitacion reboiler Hidráulica Condensador Si Caudal de circulación limitado = insuficiente => No se alcanzan las especificaciones

Optimización del proceso Posibilidades por una optimización: 1. Optimización de Parámetros de operación 2. Modificación de solvente 3. Modificación de equipamiento => Acertada predicción con simulador confiable => Experiencia en campo => Adecuada interpretación de los resultados.

Optimización del proceso 1. Optimización de Parámetros de operación El punto óptimo de operación es el que permite una operación con: Bajo consumo de energías Bajo mantenimiento y consumos de solvente Operación estable y sin inconvenientes. Mediante un ajuste integrado de : - Caudal de circulación y concentración del solvente - Temperaturas y presiones

Optimización del proceso 2-a. Modificación de solvente: Modificación de la relación entre componentes. Ejemplo típico : aMDEA = MDEA + sistema activador Aumentar o disminuir la relación MDEA / Sist. Activador para ajustar cinética y consumo específico de energías.

aMDEA® Mecanismo de absoción Fase GAS Fase LIQUIDA CASO MDEA pura MDEAH+ + HCO3- Absorción Lenta CO2 MDEA + H2O CASO aMDEA activador MDEAH+ + HCO3- CO2 Absorción Rápida activador + CO2 MDEA + H2O CO2 MDEAH+ + HCO3- MDEA + H2O

Optimización del proceso 2-b: Modificación de solvente: Selección de un nuevo tipo de solvente. Ejemplos típicos : Mayor Selectividad H2S / CO2 (Ej : MDEA => sMDEA) Resistencia al oxígeno ( Ej : Etanolaminas => Puratreat) Baja presión gas alimentación ( Ej : Etanolaminas => ADEG) Mayor velocidad de absorción (Ej : MDEA => aMDEA)

Optimización del proceso 3. Modificación de equipamiento Es inevitable si las opciones anteriores no dan resultado apuntando a eliminar los cuellos de botella . Lo usual es : - Cambio de internos de columnas - Modificación de bombas - Cambio o complementación de intercambiadores. En algunos casos viene acompañada de un cambio en el solvente para minimizar las modificaciones. Para optimizar las modificaciones es importante disponer de un simulador confiable y experiencia en campo que permita el adecuado análisis de sus resultados .

Modificación Solvente Conclusión Evaluación profunda del proceso Predicción con simulaciones detalladas Interpretación de los resultados Modificación Solvente Modificaciones Equipamiento Optimización Parámetros Circulación solvente, temperaturas… Ajuste de componentes ó reemplazo Internos columnas, bombas, cañerías, intercambiadores Nuevo punto de operación

Gracias por vuestro tiempo! 2º Jornadas Técnicas sobre Acondicionamiento del Gas Natural Endulzamiento de gas : Estrategias para manejar cambios en las condiciones de gas de alimentación Gracias por vuestro tiempo! Jorge Rodriguez, BASF Argentina Stephan Herwig, BASF AG Alemania John Gunnerson, BASF Corp