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TECHNICAL DESCRIPTION Dehydration and Desalting System Akal J-1 Platform

REGIÓN MARINA PROY. No.

F.27861

ELABORO:

DV

REQ. No.:

EPI-A-47

4106918002

Original Submittal Date: 07/11/12

Rev No

01

HOJA

Elaboró

VD

7/11/2012

Proy.

VD

7/11/2012

Technical Description - ZZZ-3303 UF Skid

Revisó

DN

7/11/2012

DESCRIPTION OF DOCUMENT

Validó

CP

7/11/2012

Coord.

SP

ESC. N/A

ACOT. EN: N/A

7/11/2012

No. Proy.: Lugar

R-AH0018 Houston

1

R-AH0018-2-731C-2001 Cameron No.

DE

8

REV

01

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO

PROYECTO F.27861 ELABORACIÓN DE LA INGENIERÍA Y ANEXOS TÉCNICOS PARA EL DESMANTELAMIENTO DE EQUIPOS Y ADECUACIÓN DE

ÁREAS, SUMINISTRO, INSTALACIÓN, INTERCONEXIÓN Y PUESTA EN OPERACIÓN DE UN SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN Y DESALADO ELECTROSTÁTICO Y EQUIPO PERIFÉRICO Y DE SERVICIOS EN LA PLATAFORMA AKAL – J1.

1.0

TECNOLOGIA de ULTRAFILTRACION

1.1

Generalidades La Ultrafiltración (UF) es un proceso de separación con membranas nominalmente clasificadas para partículas suspendidas de 0.01 micrones. La Ultrafiltración se utiliza comercialmente también para la separación de mezclas orgánicas, es común que se determine un corte de separación nominal. Al igual que en un proceso de separación por filtración pura, la presión osmótica de la solución no tiene ningún impacto (a diferencia de la ósmosis inversa o la nano-filtración). La mayoría de las membranas comerciales de UF son diseños no compatibles con la fibra porosa que funcionan con el flujo del exterior al interior o viceversa. En la operación, el material suspendido en la corriente de alimentación es retenido en la superficie de la membrana. Se debe aplicar una presión diferencial trans-membrana (PTM) para superar la resistencia de la membrana. Para cualquier flujo determinado, la presión diferencial "limpia" depende de la temperatura del agua (debido a la variación de las propiedades de transporte del agua con la temperatura). Segan el material suspendido se va acumulando en la superficie de la membrana formando como un "pastel", la PTM se eleva a una PTM máxima “sucia” predeterminada. Para eliminar el pastel y restablecer la presión a “limpia” se utilizan procedimientos de limpieza como: retro-lavado, restregar con aire, limpieza con químicos, etc.

1.2

Membrana de UF “PolyMem” La membrana “PolyMem” para UF es una fibra porosa (FH) fabricada con polisulfona que tiene una resistencia química y mecánica superior a otros materiales de membranas. La membrana opera con un flujo de exterior-a-interior con las siguientes ventajas en comparación con los diseños de interior-a-exterior:  menos susceptibles a taponamientos por materia suspendida.  facilita la sencilla limpieza de la superficie de la membrana con agua y aire.  mayor área para proporción de volumen que permite un diseño más compacto. La membrana “PolyMem” es una membrana de piel doble que evita excepcionalmente todos los problemas que surgen con los macro-poros.

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Las especificaciones típicas de la membrana de fibra porosa “PolyMem” son: Material:

polisulfona

Diámetro externo:

0.72 mm

Tamaño del poro:

0.01 micrones

Permeabilidad del agua pura:

160 l/h.m².b (+/- 20%)

PTM recomendada:

0.1 a 1.5 bars

PTM máxima:

2.5 bars a 20°C

Compatibilidad química:

 pH 2 a 12 (CIP)  pH 5 a 9 (Continuo)  requiere fluidos libre de aceite (agua y aire).

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Procedimientos de limpieza 1 Retrolavado Procedimientos:

Retrolavado de permeado, restregar con aire, descarga de Cl2 - 5 a 15 ppm.

Frecuencia:

de 20 a 120 minutos (depende de la calidad del agua).

Duración:

60 segundos.

2 Retrolavado mejorado con químicos Procedimientos: Retrolavado de permeado, restregar con aire, remojado con Cl2 - 50 a 200 ppm. Frecuencia:

de 1 día a 1 semana (depende de la calidad del agua).

Duración:

de 30 a 60 minutes

3 Limpieza química local (CIP) Procedimientos: Retrolavado de permeado, restregar con aire, descarga de Cl2 - 5 a 15 ppm. Frecuencia:

de semanal a mensual (depende de la calidad del agua).

Duración:

de 6 a 8 horas (depende de los requerimientos del CIP)

Soluciones de limpieza “CIP” normalmente utilizadas (depende de la calidad del agua): Orgánicos/bio-incrustación:

4 g/l de NaOH + 200 a 2000 ppm de Cl2 @ pH 1012. Hierro, manganeso o

Incrustración:

5 g/l ácido oxálico, o 10 g/l de ácido cítrico, o HCl @ pH 2-3.

Almacenamiento:

Las membranas siempre deben mantenerse húmedas. Durante un paro de producción prolongado, se llenan de una solución de almacenamiento de 1% wt (en peso) de bisulfito de sodio en el agua limpia de calidad potable. También se requiere de protección contra congelamiento.

Disposición de desechos:

La producción de permeado inicial debe descargarse a los residuos para eliminar la solución de almacenamiento. La disposición de residuos y desechos debe realizarse de conformidad con las normas y reglamentaciones locales.

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Cada módulo de membranas consta de un recipiente a presión como alojamiento de una serie de tubos de membranas, y cada tubo contiene varios miles de membranas de fibra porosa para Ultrafiltración. Cada tubo de membranas de UF se asegura de manera que el agua de alimentación fluya desde el exterior de la membrana hasta el interior antes de salir del recipiente. El módulo se debe instalar en posición vertical.

Materiales de construcción:  Carcasa (recipiente): Plásticos reforzado con fibra de vidrio “GRP”  Fibra de revestimiento: resina de poliuretano  Presión de diseño: hasta 13.0 barg  Temperatura de diseño: 50 °C

Recipiente de membranas de plástico reforzado con vidrio “GRP”

Instalando un tubo de membranas para Ultrafiltración

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Generalmente un sistema de Ultrafiltración se divide en una serie de filas (racks) paralelos que constan de varios módulos de membrana que funcionan en paralelo. Un sistema típico consta de lo siguiente: 

Membranas de Ultrafiltración y recipientes de presión.



Sistema de lavado de permeado con almacenamiento, bombas, suministro de aire para limpieza.



Sistema de dosificación de productos químicos.



Sistema de químicos para limpieza local (CIP).



Válvulas/Tuberías de interconexión.



Sistema de instrumentación y control.



Patín soporte.

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1.3

Condiciones de uso estándar 1. El módulo de UF siempre debe mantenerse húmedo. 2. El módulo de UF debe instalarse en posición vertical. 3. El permeado inicial producido se descargará en los residuales para eliminar la solución de almacenamiento. La disposición de estos residuos será conforme a las normas y reglamentaciones locales. 4. Para minimizar el riesgo de contaminación durante pares prolongados, se recomienda llenar los módulos con una solución de almacenamiento compuesta de 1% en peso (wt) de bisulfito de sodio en agua limpia de calidad potable. Esta solución debe descargarse en las residuales a disposición y de conformidad con las normas y reglamentaciones locales, antes de reiniciar la operación. 5. Consulte la garantía del proceso de membranas de UF para conocer las condiciones específicas de uso del proyecto.

1.4

Descripción del Proceso El paquete de UF con membranas será diseñado para eliminar las partículas, bacterias, virus y otros elementos suspendidos, al nivel de filtración especificado. 

Se deberá suministrar el flujo de alimentación presurizado, pre-clorado y filtrado (98% de remoción de partícula > 100 micras) desde aguas abajo.



El paquete de UF deberá estar diseñado para funcionar en modo de "extremo cerrado".



En condiciones de operación normal todos los racks de UF funcionan en paralelo para cumplir con el flujo tratado de UF neto de diseño, aún con la fila de UF en retro-lavado.



El paquete de UF está diseñado para cumplir con el flujo tratado de UF neto especificado, mientras se facilita el retro-lavado de las membranas de UF. El flujo tratado por el paquete de UF se reduce durante el retro-lavado de los racks porque el agua de lavado se toma de un cabezal de salida de permeado común. Por lo tanto, el flujo tratado bruto del paquete de UF excede el flujo tratado de UF neto, para compensar el consumo de agua de retro-lavado la fila de UF.



El paquete de UF también está diseñado para cumplir con el flujo tratado de UF neto de diseño con uno de sus racks de UF "fuera de operación” ya sea por mantenimiento o por servicio de limpieza “CIP” hasta por un máximo de 8 horas. Si es necesario, se puede proporcionar de forma opcional, un rack de UF de reserva adicional. Pag. 6 De 7

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

Durante la Ultrafiltración se retiene todo el material suspendido en la superficie externa de la membrana parecido a un "pastel", por lo tanto, para mantener el flujo constante, la presión trans-membrana (PTM) aumenta eventualmente. Una secuencia de retro-lavado de rack se inicia automáticamente en un intervalo de tiempo pre-configurado (normalmente 30 minutos) con el fin de eliminar el “pastel” acumulado y remover los residuos sólidos para desecharlos. Las secuencias de retro-lavado también pueden iniciarse por sistemas de control manual o por presión diferencial (dP) automática. El operador podrá ajustar los intervalos de tiempo de retro-lavado.



Enadición a los procedimientos de retro-lavado también se inicia automáticamente el retro-lavado mejorado de un rack de UF con químicos (CEB), a un intervalo de tiempo predeterminado (normalmente siete días).



Con el tiempo, las membranas se ensucian a tal grado que no pueden recuperarse con ninguna de las secuencias de retro-lavado, y esto se resalta como una tendencia ascendente en la "limpia" permeabilidad de las membranas de UF. Se proporcionarán plantas de limpieza local (CIP) para el lavado de las membranas de UF.



El agua filtrada de UF se transfiere al depósito de reserva, en la torre desareadora, el cual está diseñado con una capacidad de reserva suficiente para el retro-lavado de membranas de UF.



Con el fin de mantener el flujo constante hacia los paquetes del sistema aguas abajo, el depósito de reserva de UF actúa como un tanque de reserva. El nivel del envase disminuye durante una secuencia de retro-lavado (BW o CEB) de un rack de UF, posteriormente se rellena antes de iniciarse la próxima secuencia.



El flujo residual de retro-lavado de UF se descarga a presión atmosférica en el pozo de aguas residuales.

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