Una planta de procesamiento de gas por enfriamiento mecánico (el

Una planta de procesamiento de gas por enfriamiento mecánico (el

Una planta de procesamiento de gas por enfriamiento mecánico (el gas es enfriado mediante un
circuito frigorífico con propano en un chiller – intercambiador propano/gas - y luego llevado a un
separador donde los líquidos que condensaron son separados del gas remanente). Asumiendo que
el proceso es isobárico, el punto de rocío del gas de salida (parámetro de calidad requerido en este
tipo de plantas) será la temperatura de salida del gas ya que el mismo se encuentra saturado.
El caudal de propano es controlado con una válvula de control con una característica igual porcentaje con la siguiente tabla de CVs.
El propano se encuentra disponible a una presión de 12 Kg/cm2g
y el chiller opera a 8 Kg/cm2g,
ambas presiones pueden considerarse como constantes.
El fabricante informa que la
dinámica de esta válvula puede
modelarse como un retardo puro
de 5 segundos.
El caudal de gas a tratar es 1,5
MMSCMD que ingresa a 38⁰C y
se requiere que el mismo tenga
un dewpoint de 4⁰C. De acuerdo a los cálculos del ingeniero de procesos para tratar este caudal de
gas se requieren 80 GPM de propano.
El chiller tiene una dinámica al cambio de caudal gas de primer orden con una constante de tiempo de un minuto, por otro lado el chiller tiene una dinámica al cambio de caudal de propano de
segundo orden con constantes de tiempo de un minuto y dos minutos.
Considerar que el separador frio al tener un tiempo de residencia muy bajo tiene una dinámica
desestimable.
También se realiza un estudio de sensibilidad con la simulación frente a cambios en el caudal de
propano y el caudal de gas tratado. (Cuando se ensayó la sensibilidad al caudal de gas el caudal de
propano se mantuvo constante y cuando se ensayó la sensibilidad al caudal de propano el caudal
de gas se mantuvo constante)
Sensibilidad al caudal de gas
Q gas (MMSCMD)
T Dew Point ( C )
1,4
3,75
1,45
3,85
1,5
4
1,55
4,2
Sensibilidad al caudal de propano
Q prop (GPM) T Dew Point ( C )
76
5
78
4,4
80
4
82
3,8
1,6
84
4,45
3,65
a) Seleccionar la válvula de control adecuada considerando un turndown del 60% del caudal nominal y un 120% de sobrediseño.
b)Indicar el diagrama de bloques y tecnológico indicando las funciones de transferencia (numéricas) que relacionen el dewpoint con la posición de la válvula de propano y el dewpoint con el caudal de gas.
c) Asumiendo que el límite de dewpoint para ingresar a gasoducto es 4,3 ⁰C cual es la máxima capacidad de la planta sin aumentar el gasto de propano.
d) Determinar el diagrama de bode de la FT que relaciona el dewpoint con la posición de la válvula
y determinar (es válida la aproximación gráfica) a qué frecuencia el desfasaje será -180⁰
Parte Teórica:
1. Construir cualitativamente los diagramas de Bode y de Nyquist de un PID. El Bode de un PI
la RM   cuando   0 , que no es físicamente realizable. Para que sea posible realizarlo, debería cumplirse que RM  
   cuando   0 . ¿Qué consecuencia pro-
duce esto y cómo se soluciona?
2. El Bode de un PD la RM   cuando    , que no es físicamente realizable. Para que
sea posible realizarlo, debería cumplirse que RM  
se soluciona? Rehacer el Bode.
   cuando    . ¿Cómo