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8/17/2019 59974432-IMPORTANCIA-DEL-PROCESO-DE-COMPRESION-DEL-GAS-NATURAL.docx

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IMPORTANCIA DEL PROCESO DE COMPRESIÓN DEL GAS NATURAL

La compresión se refiere al aumento de energía que se logra en un fluido

gaseoso por medio de un trabajo que se efectúa sobre él, los fluidos que más

comúnmente se comprimen son: el aire, gas natural, componentes separados del gas

natural y gases comerciales con propósitos industriales. El gas natural se somete a un

proceso de compresión para elear su niel energético, los compresores tienen como

función principal aumentar la presión del gas, por lo cual el compresor somete el gas a

un trabajo de tal manera que se incremente la energía total del mismo, este incremento

se manifiesta por aumentos de presión y temperatura. El proceso de compresión del gas

natural se puede representar a traés de un proceso termodinámico! en donde el gas con

una presión "#, se comprime y posteriormente se descarga a los nieles de presión "$

superiores requeridos. Este proceso puede darse en una o arias etapas. En la figura # se

presenta un diagrama simplificado de un sistema de compresión.

%eneralmente, preio a la utili&ación de un gas es necesario someterlo a un

proceso de compresión, con lo cual se incrementa el niel energético del gas. El

aumento de energía se logra mediante el trabajo que se ejerce sobre el fluido en el

compresor. El aumento de energía se manifiesta por incrementos de presión y en la

mayoría de los casos por aumentos de la temperatura. 'n ejemplo del proceso de

compresión del gas, es cuando se quiere transportar gas a traés de los gasoductos, en

este caso se requiere aplicar una presión necesaria para encer la resistencia de

frotamiento. (uando los compresores comunican presión en el gas, que es un fluido

compresible reducen el olumen del gas

La compresión del gas se reali&a con la finalidad de:

"ara efectuar e)tracción desde los equipos de producción.

En el transporte, con el objetio de conducir el gas producido a traés de

gasoductos o redes de bombeo.

En el almacenaje, cuando el mismo se efectúa a alta presión y no se cuenta

con presión disponible de alguna de las etapas precedentes mencionadas.


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En la captación del gas natural a baja presión para aspirarlo de las redes

conectadas a los cabe&ales de los po&os.

En la utili&ación, en caso de tratarse de un consumo industrial cuyo artefacto requiera

una presión mayor que la de distribución

UNA MEZCLA DE GAS NATURAL QUE TIENE 10% DE IMPUREZAS ESTA

SOMETIDA A UNA PRESIÓN DE 2750lpca Y TEMPERATURA DE 200F CU!L

SER! EL "ALOR DE #Z$ PARA ESTA MEZCLA SEG&N EL M'TODO DE

PITZER(

* + * - p/*#

0onde * y *# son función de la " y 1 seudocriticas 2"sc y 1sc3 y p es el factor

acéntrico de pit&er

(omp.

4i

2lbmol

3

1c

253 "c2lpca3

1c6"c

256lpca

3

4i/21c6"c34i/ 4i/216

(# .7$898.8

;;.7 .


3/25

C$ .9$$.;

9=8. .9;#; .#79 .;=9 .$# .9#

Σ .


4/25


5/25

C)*p+Y,

#l-*)l$

.,

#a/,*$

#Y,.,$

#10$

Y,.,

#10$C1 .7$ .#9 7.


6/25

Ua *8cla / 9a: a;


7/25

Ec. #

Ec. $

1omando en cuenta el porcentaje de C$ se corrige por icGert y J&is, en ista

de que este es menor al < M utili&ando las siguientes ecuaciones para la corrección de

las mismas:

Ec. 8

Ec. 9

Ec. <

donde:

J: Kracción molar del (B$ - @$A

: Kracción molar del @$A

J + ,8< - ,$8 + ,88

+ ,$8


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5

lpca

"or medio de la presión y temperatura seudocrítica corregida se calculan las

constantes de Han 0er aals a traés de las siguientes fórmulas:

a = Ec. ;

b = Ec.

a = = 6975,48056

b = = 0,6268


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(on los alores obtenidos de la ecuación 2; > 3 y aplicando la ecuación de

Han 0er aals para el cálculo del factor de compresibilidad 2*3 mostrada a

continuación se tiene que:

Ec.7

*8 ? #,$989*$ - ,87$$ +

* +,#,$

apor donde es factible Gablar de un * para el líquido el cual en este caso será el alor

menor obtenido de los tres dados 2* +,#


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#, 8#8,;$=8 ;#,#;#$

En este caso la composición del gas natural es de un gas Gúmedo, debido a queel porcentaje de metano es mayor al


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Ec. 8

Ec. 9

Ec. <

donde:

J: Kracción molar del (B$ - @$A

: Kracción molar del @$A

J + ,8< - ,$8 + ,88

+ ,$8

5


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lpca

"or medio de la presión y temperatura seudocrítica corregida se calculan las

constantes de Han 0er aals a traés de las siguientes fórmulas:

a = Ec. ;

b = Ec.

a = = 6975,48056

b = = 0,6268

(on los alores obtenidos de la ecuación 2; > 3 y aplicando la ecuación de

Han 0er aals para el cálculo del factor de compresibilidad 2*3 mostrada a

continuación se tiene que:

Ec.7

*8 ? #,$989*$ - ,87$$ +

* +,#,$


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0e acuerdo a los resultados obtenidos se Gará referencia a un proceso liquido>

apor donde es factible Gablar de un * para el líquido el cual en este caso será el alor

menor obtenido de los tres dados 2* +,#


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del proceso- a calibración de los instrumentos de medición, por e$emplo los%ue controlan las variables %ue intervienen en el proceso de la combustión! osenclavamientos de seguridad! os tiempos de cierre de v.lvulas autom.ticasde blo%ueo ante &alla del encendido !a ermeticidad del cierre de esasv.lvulas! a veri&icación periódica de posibles &ugas! os mltiples usos '

utilidades del gas natural comprimido, el cual esta con&ormado&undamentalmente por etano, es la actualidad una de las ma'ores utilidadesdel gas natural, tanto asociado o no asociado, %ue se obtiene en la industria delos idrocarburos gaseosos! ambin la gasi&icación de las ciudades, es otra delas utilidades pr.cticas del gas natural comprimido!

Justificación del proceso de Compresión a compresión del gas se realizaen di&erentes situaciones, tales como1

a! para e&ectuar e:tracción desde los e%uipos de producción!

b !"n la captación del gas natural a ba$a presión para aspirarlo de las redesconectadas a los cabezales de los pozos!

c!"n el transporte con el ob$etivo de conducir el gas producido a travs degasoductos o redes de bombeo!

d!! "n el almacena$e, cuando el mismo se e&ecta a alta presión ' no secuenta con presión disponible de alguna de las etapas precedentesmencionadas!

e!"n la utilización, en caso de tratarse de un consumo industrial cu'o arte&actore%uiera una presión ma'or %ue la de distribución!

&! )uando re%uerirse comprimir el gas en casos especiales tales como enplantas de tratamiento; plantas de rein'ección de gas natural a la napapetrol#&era, almacena$e subterr.neo, procesos de re&rigeración, consumoindustrial no petro%u#mico o domstico en &orma de materia prima '< ocombustible, etc!

e puede concluir %ue los compresores son el v#nculo esencial en el procesode conversión de la materia prima en productos terminados! os compresores

tienen, tambin la capacidad de trans&ormar la energ#a de una &orma a otra,tambin son importantes a la ora de la conservación de la energ#a en lasplantas de rein'ección de gas natural, en el procesos de recuperaciónsecundaria! a econom#a ' viabilidad de todas las aplicaciones de loscompresores dependen de la con&iabilidad de los mismos, ' de la capacidad%ue tenga el usuario para seleccionar el compresor adecuado, para mane$ar un determinado gas a las condiciones de operación deseada! uego es devital importancia los criterios de selección de un compresor, de tal &orma %ue elproceso de compresión sea una alta e&iciencia, ' mantengan los nivelesadecuados de rentabilidad, %ue son necesarios en cual%uier proceso industrial!Descripción del Proceso de Compresión del Gas Natural: a compresión se

re&iere al aumento de energ#a %ue se logra en un &luido gaseoso por medio deun traba$o %ue se e&ecta sobre l, los &luidos %ue m.s comnmente se


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SEPARADOR

P

P> 2P> >

P2 2

INERCA!"IADOR DE

CA#OR

SEPARADOR INERCA!"IADOR DE

CA#OR

CO!PRESOR

P 4

comprimen son1 el aire, gas natural, componentes separados del gas natural 'gases comerciales con propósitos industriales! "l gas natural se somete a unproceso de compresión para elevar su nivel energtico, los compresores tienencomo &unción principal aumentar la presión del gas, por lo cual el compresor somete el gas a un traba$o de tal manera %ue se incremente la energ#a total del

mismo, este incremento se mani&iesta por aumentos de presión ' temperatura!"l proceso de compresión del gas natural se puede representar a travs de unproceso termodin.mico; en donde el gas con una presión P >, se comprime 'posteriormente se descarga a los niveles de presión P 2 superiores re%ueridos!"ste proceso puede darse en una o varias etapas! "n la &igura 7 se presenta undiagrama simpli&icado de un sistema de compresión!

$i%ura & Dia%rama Simplificado de un Sistema de Compresión

"n la &igura 7 se puede observar %ue el gas proveniente de la &uente entra a unintercambiador de calor donde se reduce la temperatura desde > asta 2!Producto de este descenso en la temperatura, se puede o no producir lacondensación de ciertos componentes, %ue con&orman la mezcla, por lo tantoen a%uellos casos donde este proceso se produzca, es necesario instalar unseparador, del cual salen t#picamente dos corrientes, una de gas por el tope 'una de l#%uido por el &ondo; la corriente de gas es enviada acia el compresor

en donde se eleva la presión desde P2 asta P, lo %ue origina un aumento detemperatura desde 2 asta ; la corriente de gas %ue sale del compresor a entra a un intercambiador de calor de donde sale a una temperatura menor 4;esta corriente de gas, con cierto contenido de l#%uido, es enviada a unseparador de donde salen dos corrientes, una de gas por el tope ' una del#%uido por el &ondo; as# se cuenta con el volumen de gas a las condiciones depresión ' temperatura re%ueridas por el proceso!Proceso de Compresión del Gas Natural1 "n el proceso de compresión delgas natural, los compresores tienen como &unción principal, aumentar lapresión del &luido gaseoso, con el aumento de la presión son comprimidos ' por ende pueden ser almacenado o con&inados en recipientes de determinados

volmenes! "l proceso de compresión es una parte integral de los ciclos parare&rigeración ' las turbinas de gas! os compresores son m.%uinas %ue


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disminu'en el volumen de una determinada cantidad de gas ' aumenta supresión, todo esto ocurre a travs de procedimientos mec.nicos! uego el gascomprimido posee una gran energ#a potencial! "l aumento en la energ#apotencial se debe a %ue en el proceso de compresión se elimina la presión a lacual esta sometido el gas, ' durante la compresión se e:pande r.pidamente!

"l control de esta &uerza e:pansiva proporciona la &uerza motriz de mucasm.%uinas ' erramientas! "l proceso de compresión, como proceso estermodin.mico, el cual se lleva a cabo a travs de una serie de etapas! aprincipal &unción de los compresores es someter el gas a un traba$o, para as#aumentar la energ#a total!

Representación ermodin'mica del proceso de Compresión del GasNatural1 "l proceso de compresión del gas natural se puede representar atravs de un proceso termodin.mico! Para ello, una cantidad determinada delgas al inicio del proceso se encuentra en un nivel in&erior de presión uego se

comprime ' posteriormente, se descarga a los niveles de presión superioresre%ueridos! "ste proceso se repite de manera continua 3ependiendo de laaplicación %ue se va'a a dar los compresores!

odo compresor esta compuesto por uno o m.s elementos b.sicos! (n soloelemento, o un grupo de elementos en paralelo, comprenden un compresor deuna etapa! "n realidad la ma'or#a de los problemas de compresión, es %ueest.n involucradas condiciones, %ue representan muco m.s de una sola etapade compresión! uego, si el proceso de compresión involucra muco m.s deuna etapa, se relaciona con la relación de compresión, %ue no es otra cosa %uela relación entre la presión de descarga ' succión! o %ue indica %ue la relaciónde compresión es la relación matem.tica entre el valor numrico de la presiónde descarga dividido por el valor numrico de la presión de succión! "starelación permite determinar el nmero de etapas del proceso de compresión!

(na relación de compresión demasiado elevada causa una e:cesivatemperatura de descarga ' otros problemas de dise?o, uno de los principalesproblemas, en este caso es el calentamiento del cilindro compresor! Por lotanto, puede ser necesario combinar elementos o grupos de elementos en seriepara &ormar una unidad de etapas mltiples, en la cual abr. dos o m.s pasosde compresión! "l gas se en&r#a con &recuencia entre las etapas para reducir la

temperatura ' el volumen %ue ingresa a la siguiente etapa! )ada etapa en s#misma es un compresor b.sico individual ' esta dimensionado para operar conuno o m.s compresores b.sicos adicionales, ' aun cuando todos puedanoperar a partir de una sola &uente de poder, cada uno sigue siendo uncompresor separado!Planta Compresora e entiende por planta compresora a una instalacióndise?ada para aumentar la presión del gas natural recolectado, desde un nivelde menor presión a uno de ma'or de presión con el ob$eto de transportar el gasas plantas compresoras pertenecen al sistema b.sico de producción de laindustria petrolera "l gas natural cumple un ciclo en su recorrido, desde suproducción por los pozos productores asta su retorno al 'acimiento, pasando

por las estaciones de producción ' las compresoras! a mezcla deidrocarburos crudo @ agua gas asciende desde el &ondo del pozo &lu'ente


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asta la super&icie, dirigindose por medio de las redes de transmisión a lasdistintas estaciones de producción, donde se inicia el proceso de separación! "lcrudo es enviado a la estación de descarga para ser tratado, el agua srein'ecta a los 'acimientos ' el gas se transporta por medio de tuber#as astala planta, donde es comprimido por la acción de unidades motocompresoras

para ser rein'ectado en los 'acimientos %ue an perdido su energ#a natural por el agotamiento de la presión

(na planta compresora est. normalmente &ormada por una o m.s unidadescompresoras, accionadas cada una de stas por un motor %ue normalmente esde combustión interna! as unidades motocompresoras se instalan en elin&erior de los edi&icios especialmente dise?ados para protegerlas de la accióndel medio ambiente ' a la vez &acilitar las tareas de operación ' mantenimientode las mismas! "n la &igura 8 se presenta una Planta )ompresora (tilizada por la "mpresa Petróleos de /enezuela

$i%ura ( )na Planta Compresora de Petróleos de *ene+uela

Par'metros de Importancia en el Proceso de Compresión del Gas Natural,"l gas natural utilizado en el proceso de compresión esta con&ormado por unamezcla de di&erentes componentes, los cuales constitu'en una mezcla! A, para

un e&iciente proceso de compresión es necesario conocer con muca precisiónlas propiedades %ue de&inen una mezcla ' su comportamiento! a ma'or#a deestos conceptos an sido tratado en este te:to, pero es conveniente tener encuenta, la necesidad de recordar siempre1 ol; /olumen espec#&ico, densidad,volumen ' porcenta$e molar, peso molecular aparente; gravedad espec#&ica,presión parcial, calor espec#&ico a presión ' volumen constante, condicionescr#ticas ' reducidas ' Bactor de compresibilidad! odos estos par.metros debende ser mane$ados por el usuario, para una me$or compresión del cap#tulo, entrelos par.metros se tiene!

a,- Presión de *apor .P*/ medida %ue los l#%uidos se trans&orman

sicamente en gases, sus molculas via$an a ma'or velocidad ' algunasemergen del l#%uido para &ormar vapor sobre el mismo! "stas molculas crean


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una presión de vapor, la cual es la nica presión a una temperatura determina,en donde un l#%uido puro ' su vapor coe:istan en e%uilibrio! i en un sistemacerrado l#%uido vapor, el volumen se reduce en &orma isotrmica, la presión seincrementar. asta %ue la condensación de parte de vapor a l#%uido a'adisminuido la presión asta la presión de vapor original correspondiente a

dica temperatura! "s lógico %ue la temperatura correspondiente a cual%uier presión de vapor dada corresponde al punto de ebullición del l#%uido, as# comoel punto de roc#o del vapor! i se agrega calor, causar. %ue el l#%uido ierva ',si se reduce el calor, se iniciar. la condensación del vapor!

"sto signi&ica, %ue los trminos1 emperatura de saturación, punto de ebullición' punto de roc#o, se re&ieran a la misma temperatura sica a una presión devapor dada! u empleo depende del conte:to %ue les rodee! a presión devapor para gases puros se puede obtener en &orma gr.&ica, como tambin lastablas de las propiedades del vapor saturado muestran su relación entre latemperatura ' la presión de vapor!

a presión de vapor creada por un l#%uido puro no a&ectara la presión de vapor de un segundo l#%uido puro, cuando los l#%uidos sean insolubles ' no reactivos,' los l#%uidos o vapores se mezclen dentro del mismo sistema! dem.s, lapresión total del vapor ser. la suma de las presiones de vapor de cadacomponente presente en la mezcla! os principios de la presión parcial sonaplicables durante el proceso de compresión de cual%uier gas %ue no sea ungas puro o un gas seco! 3espus de la compresión, las presiones parciales seemplean para determinar la condensación ' remoción de la umedad eninteren&riadores ' posten&riadores!

"n una mezcla, cuando se alcanza la temperatura de roc#o de cual%uier componente, se dice %ue el espacio ocupado esta saturado por esecomponente "n ocasiones, un volumen s espec#&ica como parcialmentesaturado con vapor de agua a una cierta temperatura "sto signi&ica %ue elvapor se encuentra en realidad sobrecalentado ' %ue el punto de roc#o esmenor a la temperatura real! a presión parcial del componente en cuestión sedetermina si se conocen los moles de cada componente o multiplicando lapresión de vapor del componente a la temperatura de la mezcla e:istente, por la umedad relativa! os trminos gas saturado o gas parcialmente saturadoson incorrectos!

"l gas no es el %ue esta saturado con vapor, sino el volumen o espacioocupado! "l vapor ' el gas e:isten de manera independiente en un volumen oespacio!

0,- Gas 1 *apor Por de&inición un gas es un &luido %ue no tiene ni &orma nicuerpo independiente ' %ue tiende a e:pandirse de manera inde&inida! ientras%ue un vapor es un l#%uido o sólido gasi&icado, una sustancia en &ormagaseosa! odos los gases pueden licuarse ba$o condiciones adecuadas depresión ' temperatura ', por lo tanto, tambin pueden llamarse vapores! Por, logeneral el trmino gas se emplea cuando las condiciones son tales %ue elretorno al estado l#%uido ser#a dicil dentro del rango de operación considerado!

in, embargo, un gas sometido a tales condiciones es, en realidad un vapor sobrecalentado!


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c,- #a 2umedad relati3a .4R/ "ste trmino se emplea para representa lacantidad de umedad presente en una mezcla, aun%ue se emplean presionesparciales al acerlo, lo %ue desde luego trae algunos problemas, 'a %ue eltrmino presión parcial es utilizados para los gases ideales, luego para gases

reales, abr#a %ue necesariamente utilizar el par.metro &ugacidad, por e$emplo,en todo caso la &órmula matem.tica es1

CDE = 2-

"n donde1P/- es la presión parcial real del vapor ' P - es la presión saturadade vapor a la temperatura e:istente de la mezcla! )on muca &recuencia eltrmino umedad relativa se toma en consideración solo en cone:ión con elaire atmos&rico, pero debido a %ue es indi&erente a la naturaleza de cual%uiera

de los otros componentes o a la presión total de la mezcla, el trmino esaplicable al contenido de vapor en cual%uier problema sin importar lascondiciones! ambin es necesario tener en cuenta %ue la presión de vapor delagua saturada a una temperatura dada es siempre conocida a partir de tablas ogr.&icas de vapor! uego, lo %ue se desea conocer es la presión de vapor parcial e:istente, la cual puede calcularse cuando se indica la umedadrelativa!

d,#a 2umedad espec5fica .S4/ "ste par.metro es empleado para los c.lculosde ciertos compresores es un trmino totalmente di&erente de la umedadrelativa! e de&ine como la relación del peso del vapor de agua entre el peso

del aire seco, ' se representa por la &órmula1

D = -

"n donde Pa- es la presión parcial del aire es el peso del vapor ' es elpeso del agua! "l grado de saturación *- denota la verdadera relación entreel peso de umedad e:istente en un espacio ' el peso %ue abr#a si el espacio

estuviera saturado1

C*= = 4-

a aplicación pr.ctica de las presiones parciales en los problemas decompresión, se centra en gran medida alrededor de las determinaciones de losvolmenes o pesos de la mezcla %ue se mane$ar.n en la succión de cadaetapa de compresión!

e,-!ol1 "ste par.metro es de vital importancia cuando se traba$a con mezcla

de gases, su aplicabilidad se sustenta en la e' de vogadro, 'a %ue al


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cumplirse esta le', es v.lido se?alar %ue el peso de los volmenes iguales delos gases ser.n proporcionales a sus pesos moleculares!

ipos de Compresores (n compresor es una m.%uina trmica generadora,donde el &lu$o de un &luido compresible intercambia traba$o tcnico con el

e:terior! "stos aparatos e utilizan para comprimir gases, el principal ob$etivodel proceso de compresión es aumentar la presión, diminu'endo con ello elvolumen espec#&ico "n los distintos usos industriales son de gran utilidad, ' seutilizan de diversos tipos, segn las necesidades! os compresores serelacionan por su &orma de traba$o con las bombas o m.%uinas idr.ulicas, %uese utilizan para traba$ar con l#%uidos, aun%ue los compresores traba$an&undamentalmente con gases ' vapores!

Clasificación de los Compresores1 os compresores pueden clasi&icarsesegn di&erentes criterios! s#, en &unción de la presión &inal alcanzada se ablade compresión de ba$a, media, alta ' mu' alta presión! on numerosas las

aplicaciones de los compresores, en la industria, como por e$emplo1 urbinas,instalaciones &rigor#&icas, gaseoductos, sobrealimentación de motores decombustión interna, para m.%uinas neum.ticas, industria %u#mica en general,etc!

"l proceso de compresión es de tipo mec.nico, proceso %ue necesita detraba$o au:iliar para el proceso! os compresores consumen traba$o! i elestudio del proceso de compresión, se realiza desde el punto de vistamec.nico, lo cual es v.lido, 'a %ue traba$ar con gases o vapores, tiene susimilitud con la mec.nica de las turbinas de vapor %ue producen traba$o- ' conlas bombas %ue traba$an con l#%uidos! "l estudio termodin.mico de lacompresión es v.lido para todos los tipos, distinguindose dos &ormas detraba$o, adiab.ticos ' re&rigerados "ste ultimo, por lo general es un procesoisotermo, con lo cual re%uieren menos traba$o %ue los adiab.ticos, entendiendopor un proceso adiab.tico, a%uel %ue ocurre sin intercambio de calor entre elsistema ' medio ambiente!

"n general se puede asegurar %ue los compresores son ma%uinas de &lu$ocontinuo en donde se trans&orma la energ#a cintica velocidad- en presión! acapacidad real de un compresor es menor %ue el volumen desplazado delmismo, debido a razones tales como1

a! )a#da de presión en la succión!b! )alentamiento del aire de entrada!

c! ":pansión del gas retenido en el volumen muerto!

d! Bugas internas ' e:ternas

ipos de Compresores )tili+ados en la Industria "n general: "n la industria&undamentalmente son1

a,- Compresores de Despla+amiento Positi3o "n todas las m.%uinas dedesplazamiento positivo, una cierta cantidad de volumen de gas de admisión se


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Biela

Barra del Pistón

Pistón

Válvulas

Chaquetas de agua

Empaque

CrucetaVálvula manual de cavidad de espacio libre

CigüeñalEspaciador

Gua de

Bastidor

con&ina en un espacio dado ' despus se comprime al reducir este espacio ovolumen con&iando! "n esta etapa de presión elevada, el gas se e:pulsaenseguida ac#a la tuber#a de descarga o al sistema contenedor! oscompresores de desplazamiento positivo inclu'en un amplio espectro dem.%uinas compresores, pero los de ma'or importancia se pueden clasi&icar en

dos categor#as b.sicas1 Eeciprocantes ' Eotatorias, los cuales sonampliamente utilizados en los procesos de compresión del gas natural, en lagran ma'or#a de los pa#ses %ue mane$an la industria del gas natural!

Compresores Reciprocantes: "stos compresores son ampliamente utilizadosen la industria petrolera, como tambin en las plantas de re&inación, %u#micas 'petro%u#micas, en aplicaciones tales como1 la in'ección de gas natural a los'acimientos para mantener la presión de la &ormación, la in'ección de gasnatural a la columna de &luidos del pozo o levantamiento arti&icial, la distribuciónde gas en redes de suministro, compresión de aire para instrumentación 'control ' mucas otras aplicaciones! "stos compresores pueden ser de una

etapa simple- o de mltiples etapas; el nmero de etapas est. determinadopor la relación de compresión presión de descarga < presión de succión-, lacual a su vez est. limitada por la temperatura m.:ima permisible de descargadel gas a la salida del compresor

egn lo estipula la norma PF 6>7 para el dise?o ' manu&actura decompresores reciprocantes se a establecido, en base a recomendaciones delos &abricantes de compresores, una temperatura m.:ima permisible de 00 Bpara el gas a la descarga del compresor, razón por la cual la relación decompresión por etapa por lo general no e:cede de cuatro 4-, produciendo conello un proceso su&icientemente e&iciente, por lo %ue se considera de altautilidad pr.ctica, para la industria de los idrocarburos gaseosos!

os compresores reciprocantes, por tener m.s partes en movimiento, tienenuna e&iciencia mec.nica m.s ba$a %ue otros compresores, cada cilindroconsiste en un pistón, el cilindro propiamente dico, cabezales de los cilindros,v.lvulas de succión ' descarga ' todas las partes necesarias para convertir elmovimiento de rotación en desplazamiento positivo! "n la &igura 9, se puedenapreciar los principales componentes de un compresor reciprocante, ' surespectiva &unción en el proceso de compresión!$i%ura 6 Partes de )n Compresor Reciprocante


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"n la &igura 9 se observa %ue, tanto del bastidor como del cilindro compresor, elmovimiento rotativo del cigGe?al se convierte en un movimiento alternativo atravs de la cruceta, la cual transmite este movimiento a la barra del pistón,ensamblada al mismo, lo %ue origina la compresión del gas mediante lareducción del volumen en el cilindro; el espaciador o pieza distanciadora est.acoplada a la carcasa o bastidor del compresor ' permite distanciar la c.maradonde se encuentra la cruceta gu#a de cruceta- del cilindro compresor; dentrodel espaciador se encuentra ubicado el empa%ue o ca$a de empa%ue, a travsdel cual se desplaza la barra del pistón este elemento permite sellar la presióne:istente dentro del cilindro evitando de esta &orma &ugas de gas acia el

e:terior del mismo!

"l compresor reciprocante emplea v.lvulas autom.ticas accionadas por resortes %ue se abren sólo cuando e:iste una presión di&erencial adecuada %ueacta sobre la v.lvula, las v.lvulas de admisión se abren cuando la presión enel cilindro es un poco in&erior a la presión de aspiración, las v.lvulas dedescarga se abren cuando la presión en el cilindro es un poco superior a lapresión de descarga! "stas v.lvulas de succión ' descarga se encuentranubicadas alrededor del cilindro, as# como las ca%uetas de agua %ue permitenla re&rigeración del cilindro removiendo el calor generado durante lacompresión!

"n trminos generales se puede se?alar %ue el compresor reciprocante tieneuno o m.s cilindros en los cuales a' un pistón o embolo de movimientoalternativo %ue desplaza un volumen positivo en cada carrera! os rotatoriosinclu'en los tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas ' anillo de l#%uido! )adauno con una carcasa, o con m.s elementos rotatorios %ue se acoplan entre s#,como los lóbulos o las espirales, o desplazan un volumen &i$o en cadarotación!os compresores reciprocantes son de gran utilidad en el tratamiento del gasnatural, '!abarcan desde una capacidad mu' pe%ue?a asta unos tres

millones de pies cbicos normales por segundo P)+- "n los e%uipos deprocesos, por lo general, no se utilizan muco los tama?os grandes ' sepre&ieren los compresores centr#&ugos! i a' alta presión ' un gasto m.s bienba$o, se necesitan los compresores reciprocantes! "l nmero de etapas ocilindros se debe seleccionar con relación a las o temperaturas de descarga,tama?o disponible para los cilindros ' carga en el cuerpo o biela del compresor!os tama?os m.s bien pe%ue?os, asta unos >00 )aballos de Buerza DP-pueden tener cilindros de acción sencilla, en&riamiento con aire, ' se puedenpermitir %ue los valores de aceite en l deposito se mezclen con el aire o gascomprimidos! "stos tipos sólo son deseables en dise?os especialesmodi&icados!


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os tipos de compresores reciprocantes pe%ue?os para procesos, de uncilindro ' 25 o 200 caballos de &uerza DP- tienen en&riamiento por agua, pitónde doble acción, prensaestopas separado %ue permite &ugas controladas 'pueden ser del tipo no lubricado, en el cual el lubricante no toca el aire o gascomprimido! e utilizan para aire para instrumentos o en aplicaciones

pe%ue?as para gas de proceso! os compresores reciprocantes m.s grandespara aire o gas son de dos o m.s cilindros! "n casi todas las instalaciones, loscilindros se disponen en &orma orizontal ' en serie de modo %ue presentendos o m.s etapas de compresión

a compresión reciprocante se realiza con una unidad independiente, %ue lesuministra la energ#a necesaria a los cilindros de compresión, para realizar eltraba$o de compresión del gas! Por la naturaleza del mecanismo, un compresor reciprocante es una instalación cu'a capacidad se mantiene relativamenteconstante! os compresores reciprocantes on m.%uinas de desplazamientopositivo, en las cuales el elemento %ue comprime se desplaza es un pistón %ue

tiene un movimiento alternativo de un cilindro!

os compresores reciprocantes son conocidos como unidades de volumenconstante ' presión variable! "l sustento es %ue cada compresor est. dise?adopara mane$ar un volumen de gas determinado, a la presión de descarga %uesea dise?ado! e caracterizan por suministrarle gas limpio, por lo %ue &iltros odepuradores de succión son recomendados! os compresores reciprocantes nopueden mane$ar l#%uidos satis&actoriamente! os l#%uidos tienden a generar graves da?os a la unidad, ' provocan una disminución de la e&iciencia delcilindro compresor, ' teniendo en cuenta %ue del proceso de compresión,dependen mucos otros procesos os compresores reciprocantes se puedenclasi&icar, segn1

a! u velocidad de operación! "n este caso se tiene compresores de ba$avelocidad, la cual oscila entre 00 ' 600 Eevoluciones por inuto EP-!)ompresores de alta velocidad, la cual tiene un valor de entre 850 ' >000EP!b!a cone:ión de los elementos motrices! este grupo pertenecen loscompresores Fntegrales, %ue tienen una gran in&luencia en el proceso decompresión!"stos compresores, tienen como caracter#stica, %ue los pistones de

compresión ' los del motor est.n acoplados al mismo cigGe?al! este grupopertenecen, tambin os )ompresores de )uerpos eparados u HpuestosIalanceados! %u# los pistones de compresión est.n colocados en &ormaopuesta unos contra otros, acoplados a un cigGe?al distinto al del motor atorsión del motor a los pistones de compresión se transmite a travs de unacople mec.nico, %ue permite una ma'or e&iciencia del proceso de compresión!

7- E8plicar 1 ra+onar la importancia del proceso de compresi0ilidaddel %as natural

a )ompresibilidad de los *ases )*-1


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"ste par.metro, tambin se le denomina ódulo /olumtrico de"lasticidad, ' %ue corresponde el cambio en volumen por unidad volumtricapor cambio unitario de presión (na de las caracter#sticas de los gases es %ueal aplicarles presión pueden ser comprimidos ' por ende, almacenados o

con&inados en recipientes de determinado volumen! a compresibilidad sede&ine como el cambio unitario de volumen con presión a constante! "sconveniente entender, claramente la di&erencia entre la compresibilidad, la cualtiene las unidades de >


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6-

= K

7-

"n donde1 >=0,265 5=0,05>65 9=0,>056

2=>,0700 6=0,5475 >0=0,6>4 = 0,59 7= 0,76> >>=0,72>0 4=0,0>569 8=0,>844

"ste proceso tiene su importancia, cuando las distancias a las %ue ser.transportado el gas, sean mu' largas! )uando esto ocurre, se presenta laalternativa de comprimir el gas a presiones su&icientemente elevadas, de tal&orma %ue el gas llegue a los distintos puntos de entrega en la ruta delgasoducto! "l proceso de compresión se realiza por etapas, por lo general seutilizan tres - etapas! "sto es as# para cumplir con los re%uerimientos depresión necesarios para el transporte del gas natural por tuber#as, con una alta

e&iciencia!

"$emplo si tenemos un gas %ue se produce en el &urrial ' se deseatransportar asta la planta de &raccionamiento LH", entonces se realizan losc.lculos para comprimir el gas a travs de la ecuación - para saber cual es lam.:ima compresibilidad del gas para su transporte por tuber#as ' a travs deestudios termodin.micos ' de mec.nica de los &luidos se in&iere el punto en lal#nea de &lu$o al cual la presión del gas disminu'e de tal &orma %ue se pueden&ormar idratos, por ende se establecen unidades de rebombeo o decompresión para %ue de esta &orma no se &ormen idratos ' pueda llegar a laplata de &raccionamiento ' no solo se produce idratos sino ,tambin, sepueden condensar los componentes mas pesados del gas natural &ormandol#%uidos %ue pueden entorpecer o &rustrar el transporte del gas asta lasplantas!

a compresibilidad del gas es de muca importancia por%ue por mediode esta se calcula el transporte por tuber#a, la capacidad %ue puede tener unagandolas o ve#culos de transportes para el transporte por carretera ' lo masimportante el calculo de tan%ues para su almacenamiento, es decir, %ue lacompresibilidad es la erramienta mas usada para la construcción de e%uipos,medios de transporte ' distribución del gas debido a las presiones con la cual

se desee acer estos re%uerimient

59974432-importancia-del-proceso-de-compresion-del-gas-natural.docx

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