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2014 II
UNI PERU
TRANSPORTE Y REGASIFICACION DE GAS
NATURAL LICUADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERA QUIMICA Y TEXTIL
CURSO
DISEO DE PLANTAS (PI-525/B)
INTEGRANTES
FLORES SALINAS, Christopher 20091181H
FUENTES QUEREVALU, Rolando 20072639B
LORENZO SANCHEZ, Manuel 20092638A
PROFESOR:
Ing. Victor Leon
Ing. Freddy Huayta
FECHA DE ENTREGA
20 de Setiembre del 2014
REA ACADMICA DE INGENIERIA QUIMICA
NOTA
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NDICE
Pag.
I. Carga de Gas Natural Licuado a camiones cisterna.
II. Transporte de Gas Natural Licuado durante la ruta.
III. Descarga de Gas Natural Licuado en la estacin de
regasificacin.
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I. CARGA DE GAS NATURAL LICUADO A CAMIONES CISTERNA
La carga de GNL se efecta en los cargaderos o puestos de carga existentes,
situados en batera y equipados con los correspondientes medios de conexin,
seguridades y sistema contra incendios.
La carga de cisternas de GNL se efecta mediante bombas criognicas que
aspiran GNL de los depsitos fijos y lo transfieren a la cisterna a travs de
flexibles criognicos o brazos de carga.
Las cisternas porttiles deben estar conforme indican las disposiciones
aplicables al diseo y la construccin de las cisternas porttiles, as como a los
controles y pruebas que deben superar.
Con anterioridad al llenado, se debe inspeccionar la cisterna porttil para
asegurarse que es del tipo aprobado para el transporte de GNL. Durante el
llenado, la temperatura del GNL debe permanecer en los lmites del intervalo
de las temperaturas de clculo.
Durante la evaluacin del grado inicial del llenado, para gases licuados
refrigerados e inflamables (GNL), se debe tener en cuenta el tiempo previsto de
retencin necesario para el transporte, as como todos los retrasos que podran
producirse. El grado inicial de llenado de un depsito, debe ser tal que si el
contenido alcanza una temperatura tal que la presin de vapor fuese igual a la
presin de servicio mxima autorizada (PSMA), el volumen ocupado por el
lquido no debe sobrepasar el 95%.
Un grado inicial de llenado ms elevado debe ser autorizado bajo reserva de la
aprobacin de la autoridad competente cuando la duracin del transporte
prevista sea mucho ms corta que el tiempo de retencin.
El tiempo de retencin real debe ser calculado para cada transporte en
conformidad con un procedimiento reconocido por la autoridad competente
teniendo en cuenta:
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El tiempo de retencin de referencia para el GNL
La densidad de llenado real;
La presin de llenado real;
La presin de tarado ms baja del o de los dispositivos de limitacin de
presin.
El tiempo de retencin real debe ser marcado sobre la propia cisterna porttil o
sobre una placa metlica firmemente fijada a la cisterna porttil.
El GNL cargado se mide por diferencia de pesada en las bsculas situadas en
los propios puestos de carga sobre las que se sita la cisterna y la unidad
tractora.
Las cisternas porttiles vacas, sin limpiar y sin desgasificar, deben cumplir las
mismas disposiciones que las cisternas porttiles llenas de la materia
previamente transportada.
Utilizacin de cisternas fijas (vehculos cisterna), cisternas desmontablesy de contenedores cisterna y cajas mviles cisterna:
Los depsitos que no estn divididos en secciones de una capacidad mxima
de 7.500 litros por medio de rompeolas se llenan hasta no menos del 80% o no
ms del 20% de su capacidad.
El espesor de las paredes del depsito debe, durante toda su utilizacin, ser
superior o igual al valor mnimo definido en el diseo.
Durante el llenado y el vaciado de las cisternas, deben adoptarse medidas
apropiadas para impedir que se liberen cantidades peligrosas de gases y
vapores. Las cisternas deben cerrarse de manera que el contenido no pueda
derramarse de forma descontrolada al exterior.
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Las aberturas de las cisternas de vaciado por el fondo deben ir cerradas por
medio de tapones roscados, de bridas ciegas o de otros dispositivos de la
misma eficacia. La estanqueidad de los dispositivos de cierre de las cisternas,
debe ser verificada por el llenador, tras el llenado de la cisterna.
Si varios sistemas de cierre estn colocados unos a continuacin de los otros,
debe cerrarse en primer lugar el que se encuentre ms cerca de la materia
transportada.
Las cisternas vacas, sin limpiar, para poder ser transportadas, deben estar
cerradas de la misma manera y presentar las mismas garantas de
estanqueidad que si estuviesen llenas.
Cuando las cisternas vacas, sin limpiar, que no estn cerradas de la misma
manera y no presentan las mismas garantas de estanqueidad que si
estuviesen llenos y cuando las disposiciones de esta norma no puedan ser
respetadas, deben ser transportados en condiciones de seguridad adecuadas
hacia el lugar apropiado ms prximo donde pueda tener lugar la limpieza o la
reparacin. Las condiciones de seguridad son adecuadas si se han tomado
medidas apropiadas para asegurar una seguridad equivalente a la asegurada
por las disposiciones de la presente norma y para evitar una prdida
incontrolada de producto.
La presin de prueba aplicable a las cisternas destinadas al transporte de los
gases licuados refrigerados no debe ser inferior a 1,3 veces la presin de
servicio mxima autorizada, indicada en la cisterna, ni inferior a 300 kPa (3 bar)
(presin manomtrica); para las cisternas provistas de un aislamiento por vaco
de aire, la presin de prueba no debe ser inferior a 1,3 veces la presin de
servicio mxima autorizada, aumentada en 100 kPa (1 bar).
El grado de llenado debe estar por debajo de un valor tal que, cuando el
contenido se lleve a la temperatura en la que la tensin de vapor iguale la
presin de abertura de las vlvulas de seguridad, el volumen del lquido
alcance el 95% de la capacidad de la cisterna a dicha temperatura.
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Cisterna de Transporte de GNL
Caractersticas ms representativas de una cisterna de 56,5 m3:
Figura: Cajn Lateral de conexiones y maniobra para carga y descarga
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II. TRANSPORTE DE GAS LICUADO DURANTE LA RUTA
El GNL debe ser transportado en cisternas porttiles segn a la instruccin de
transporte en cisternas porttiles y a las disposiciones especiales de transporte
en cisternas porttiles, sta instruccin de transporte en cisternas porttiles se
aplica a los gases licuados refrigerados. Todas las disposiciones relativas al
diseo y a la construccin de cisternas porttiles para gases licuados
refrigerados y a los controles y ensayos a los que deben someterse as como
las disposiciones relativas a la construccin, los equipos, la aprobacin del
prototipo, los controles y ensayos y al marcado de las cisternas fijas (vehculos
cisterna), cisternas desmontables, contenedores cisterna y cajas mviles
cisterna deben ser cumplidas.
Las cisternas porttiles no deben ser transportadas, si presentan:
Si su grado de llenado es tal que las oscilaciones del contenido podran
crear fuerzas hidrulicas excesivas en el depsito.
Si tienen fugas. Si presentan daos hasta el punto que podran comprometer la
integridad de la cisterna o de sus elementos de elevacin o de estiba.
Si el equipo de servicio no ha sido examinado y se ha considerado que
est en buen estado de funcionamiento.
Si el tiempo de retencin real para el GNL transportado no ha sido
determinado y si la cisterna porttil no ha sido marcada.
Si la duracin del transporte teniendo en cuenta los retrasos que podranproducirse, sobrepasa el tiempo de retencin real.
Durante el transporte, las cisternas porttiles deben estar apropiadamente
protegidas contra daos que pudieran producirse en el depsito y los equipos
de servicio en caso de choque lateral o longitudinal o de vuelco. Si los
depsitos y los equipos de servicio han sido construidos para poder resistir a
los choques o al vuelco, esta proteccin no ser necesaria.
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DIAGRAMA DE INSTRUMENTACION, DEL SISTEMA TRANSVASE DE UNA
CISTERNA TRASNPORTADORA DE LGN, SIN BOMBA:
III. DESCARGA DE GAS NATURAL LICUADO EN LA ESTACIN DE
REGASIFICACIN
Secuencia general de operacin de la terminal incluye las siguientes etapas:
Arribo y acoderamiento del buque tanque con el cargamento de GNL
Acoplamiento del buque tanque
Arribo y acoderamiento del buque tanque con el cargamento de GNL
La operacin de aproximacin y acoderamiento de los buques tanque se
realizan contra el viento y preferentemente a la luz de da. La terminal
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mantendr su posicin mediante un propulsor orientable localizado en la popa,
que controlara su direccin durante el acoderamiento de los buques tanque.
Durante la maniobra se requerir la ayuda de barcos remolcadores; asi mismo,
se contara con boyas, guas, pedestales de rodillo como otros instrumentos yherramientas de amarre necesarias para su manejo.
Acoplamiento del buque tanque
Se llevara cabo mediante amarres y defensas descritos en el punto anterior.
Previamente al acopamiento, se deber lastrar la terminal con un peso
equivalente a la carga de GNL que recibir. Conforme se transfiera la carga de
GNL, se soltara lastre de modo que no exista un cambio significativo en el
calado de la terminal. La terminal se conectara al buque a travs de tres brazos
articulados.
Sistema de trasiego de GNL
El sistema de trasiego permitir la descarga completa de un buque tanque de
125 000 m3 de capacidad en un lapso de 16 horas. Si se incluye las maniobras
de acoderamiento, preparacin, y desacoplamiento, el proceso requerir entre
20 y 22 horas. El proceso posibilitara el envi ininterrumpido de GN a tierra y
simultneo a las maniobras de trasiego o de acoderamiento de un buque
tanque.
El principal componente del sistema trasiego de GNL es el conjunto de los
brazos, estos brazos estarn localizados en el rea de descarga a estribor de
la terminal, entre los tanques centrales
El sistema de trasiego estar provisto de conectores hidrulicos que permitirn
la unin de los brazos con los tubos de descarga del buque tanque. Los
conectores estarn equipados con una gua que permitir la correcta conexin
con las tuberas del buque tanque y que evitara choques peligrosos debidos al
movimiento relativo d la terminal y el buque tanque.
Todos los brazos contaran con escalerillas, pasillos y plataformas para
asegurar el acceso seguro a sus componentes durante las labores de remplazo
de piezas. El conjunto de brazos de carga estar provisto de una fosa de
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contencin para la recoleccin de fugas de GNL asi como de un sistema de
purga de gas inerte.
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Para realizar el trasiego de GNL, una vez que el sistema de tuberas se llene se
prepare, y que todos los sistemas de seguridad se hayan probado, las bombas
de trasiego del buque tanque entraran en operacin, una a la vez. Las vlvulas
de llenado en los domos de los tanques de la terminal se abrirn y la tasa de
flujo se elevara gradualmente hasta alcanzar el 100%. Estas vlvulas sern
controladas para dirigir el flujo hacia cada tanque.
En este punto, las fases de vapor de los dos sistemas de almacenamiento se
encontraran abiertas, para que el gas desplazado en el tanque de la terminal
sea transferido hacia la parte superior de los tanques del buque de
abastecimiento, a travs de brazo de retorno de vapor
TCNICAS DE REGASIFICACIN DE GAS NATURAL LICUADO.
REGASIFICACIN:
Consiste en llevar el gas natural nuevamente a su estado gaseoso,
devolvindole el calor removido en el proceso circuito de refrigeracin.
Puede decirse que las dos partes principales de una planta de regasificacin
son los tanques de almacenamiento de GNL y el muelle de atraque para los
buques metaneros.
El resto de la planta puede dividirse en los siguientes grupos:
Sistemas de captacin y descarga de agua de mar
Equipos principales (regasificadores, relicuador)
Tuberas
Servicios auxiliares
Edificios
Una planta de estas caractersticas tiene como misin la recepcin del gas
natural licuado, que llega en los buques metaneros, y despus de un perodo
de almacenamiento, transformarlo a gas para inyectarlo a presin en las redes
de transporte.
Asimismo, despus de almacenarlo en los tanques, el GNL tambin pude
enviarse, mediante camiones cisterna, a plantas satlite.
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Las funciones que debe asegurar un Terminal de regasificacin son:
Descarga: Por medio de brazos de descarga criognicos, se hace la
transferencia a los tanques, utilizando las bombas de los metaneros.
Almacenamiento: El GNL recibido se almacena durante varios das en
tanques especiales diseados para condiciones criognicas.
El bombeo: Desde los tanques hasta el relicuador o hasta la estacin de carga
de camiones lo realizan las denominadas bombas primarias, que se encuentran
sumergidas en los tanques de almacenamiento. Desde el relicuador hasta la
red de gas previo paso por los vaporizadores- lo realizan las bombas
secundarias o de alta presin.
Regasificacin: El GNL lquido es calentado bajo presin en los vaporizadores
y transformado en gas a la presin de emisin.
Medida: El gas se mide a la salida de la planta mediante contadores de turbina
y se regula la presin de emisin.
Odorizacin: Se inyecta odorizante, para poder detectar las fugas en las redes
de transporte y distribucin.
Las vaporizaciones que se producen en la planta (tuberas, brazos de
descarga, tanques y equipos) son utilizadas, durante la descarga para devolver
gas al barco y se recuperan mediante compresores, inyectndolos en el
relicuador para su posterior vaporizacin.Los gases no recuperados se envan
a la antorcha.
Descripcin del proceso
El GNL se descarga del buque metanero utilizando las bombas criognicas que
estn ubicadas en el interior de los tanques de almacenamiento del barco.
El vapor desplazado durante la operacin de llenado del tanque en tierra se
enva otra vez al buque para restablecer la presin en el tanque del barco,
modificada debido a la descarga.
Durante la operacin de descarga del buque, la presin (relativa) en los
tanques de almacenamiento se mantiene a 150 mbar (normalmente se
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encuentra en los 180 mbar). En caso de un aumento de presin en los tanques,
el exceso de gas de evaporacin se puede enviar tambin a la antorcha.
Ya realizada la descarga, el GNL se extrae de los tanques en tierra utilizando
las llamadas bombas primarias, que se encuentran en el interior de los tanquesde almacenamiento. Estas bombas impulsan al GNL para dirigirlo hacia el
equipo regasificador, previo paso por el relicuador.
En ste, el gas comprimido por los compresores de boil-off se pone en contacto
con el GNL y se condensa.
A la salida del relicuador, se obtiene GNL con una presin inferior a la exigida
por la red de gas natural. Este GNL es aspirado por las llamadas bombas
secundarias, que le otorgan la presin necesaria para atravesar el sistema de
regasificacin y alcanzar la red con la presin requerida
El GNL puede suministrarse tambin a camiones cisternas. La estacin de
carga de camiones recibe el lquido directamente desde las bombas primarias.
Todos los equipos, las lneas principales de GNL y los cabezales que no estn
en funcionamiento se mantienen fros por medio de un sistema de
recirculacin.
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PLANTAS SATLITES DE REGASIFICACIN
Clasificacin de las PSR
Segn su capacidad de almacenamiento
Segn su capacidad de vaporizacin/ regasificacin
Segn la propiedad y uso de la PSR, compaa distribuidora de GN o
empresa que lo consume
Diagrama de Flujo
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PRINCIPALES EQUIPOS Y COMPONENTES DE UNA PSR
Patio de descarga de cisternas de GNL.
Depsitos de GNL.
Sistema de Regasificacin, atmosfrico y forzado.
Estacin de regulacin y medida
Sistema de odorizacin.
Equipos de monitoreo y control remoto.
Tuberas, vlvulas y elementos de interconexin varios.
Obra Civil.
Instalacin elctrica.
Equipos y sistemas auxiliares.
Equipos de Extincin de incendios.
Suministro elctrico de iluminacin.
Agua de Servicio.
Otros.
SISTEMAS DE VAPORIZACIN / REGASIFICACION
Los sistemas de vaporizacin tienen como funcin ceder energa trmica al
GNL para provocar su cambio en su estado, de lquido a gaseoso y a
continuacin calentarlo hasta temperatura ambiente.
A las presiones que trabajan las plantas satlite, aproximadamente entre 3 bar
y 5 bar, la regasificacin tiene lugar aproximadamente entre -140 C y -135 C.
El calor medio a ceder para regasificar un kg de GNL en estas condiciones es a
efectos prcticos de 120 kcal/Nm3.
Este calor puede aportarse:
Mediante un intercambiador de calor con el aire atmosfrico.
Mediante un intercambiador utilizando algn medio calefactor (vapor, energa
elctrica, etc.) y en la prctica casi siempre agua caliente.
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VAPORIZADORES ATMOSFRICOS
El elevado gradiente de temperatura existente entre el GNL y el medio
ambiente permite el empleo de vaporizadores atmosfricos de aletas.
En ellos el GNL circula por un haz de tubos aleteados para aumentar la
superficie de intercambio, y siempre dispuestos verticalmente para favorecer la
circulacin por conveccin del aire atmosfrico.
Se utilizan generalmente para caudales reducidos, por ejemplo inferiores a los
1.000/2.000 Nm3/h, aunque no existen pautas fijas para establecer unos lmites
determinados.
Los regasificadores atmosfricos son por el contrario difcilmente utilizables en
zonas de climas muy fros, con das consecutivos bajo cero.
Los factores que influyen en su rendimiento son los siguientes;
El caudal nominal de gas regasificado (Nm3/h).
La temperatura del aire.
La humedad relativa del aire.
La velocidad del viento.
Si son consumos constantes y continuos o variables.
Si existen variaciones diarias da/noche y estacionales.
VAPORIZACIN FORZADA
Son intercambiadores clsicos compactos, con circulacin de GNL por el haz
tubular y agua caliente circulando por la envolvente.
La regulacin de temperatura en cualquier de los casos es simple y se realiza
mediante sondas de control a la salida de gas de los vaporizadores y del agua
caliente de retorno.
El agua caliente la obtendremos por medio del empleo de calderas en paralelo
y trabajando en cascada, con alguna de ellas en reserva y con colectores
comunes de impulsin y retorno.
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Para caudales elevados y constantes se recomiendan que deben emplearse
regasificadores de agua caliente.
En cualquier caso, se pueden instalar en paralelo y en combinacin con
regasificadores atmosfricos, pudiendo ser utilizados en pocas de bajos
consumos, como por ejemplo en verano.
BIBLIOGRAFA :
http://koweindl.com.ar/kya_articulos/introduccion_al_gas_natural_licuado
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