Deshidratación con TEG

Extracción de Líquidos del Gas Natural
Deshidratación con Teg
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1
P R O D U C T O S I N T E G R A D O S
FACILIDADES
DE
ENTRADA
ENDULZAM
IENTO
D
ESH
ID
R
A
TC
IÓ
N
D
ESH
ID
R
A
TC
IÓ
N
C
O
N
TEG
C
O
N
TEG
DESHID. CO
N
TAM
ICES
M
O
LECULARES
GENERACIÓN
DE
LÍQUIDOS
RECOLECCIÓN
Y
ACOND.
PRODUCTOS
COM
PRESIÓN
DE
GAS
RESIDUAL
S E R V I C I O S A U X I L I A R E S

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2
Deshidratación con TEG
• Introducción
• Descripción del proceso
• Equipos mayores
• Ecuaciones y condiciones de diseño
• Comportamiento de una planta de deshidratación en condiciones normales
• Perturbación del funcionamiento normal de la planta de deshidratación. Corrección de los factores perturbadores
• Funcionamiento crítico del subsistema o de un equipo mayor dentro del subsistema
• Paradas de emergencia dentro de los márgenes de flexibilidad del subsistema
• Respuesta dinámica del subsistema ante cambios de las variables operacionales
• Referencias bibliográficas

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3
Introducción La planta deshidratadora está constituída por dos equipos mayores básicos: una Absorbedora en la cual, por
contacto, en contracorriente, a baja temperatura y alta presión, el TEG pobre absorbe la humedad del gas de
alimentación, y una Regeneradora en la cual el TEG rico cede el agua a alta temperatura y baja presión,
regresando luego a la primera unidad para reiniciar el ciclo Secado/Regeneración.

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4
Descripción del proceso
Recorrido del gas de
alimentación
El gas húmedo (1) (ver Figura No.1) circula a través del separador de entrada (2) donde se desprende de
algunas impurezas, entra a la absorbedora justamente a su punto de rocío. inicia su recorrido ascendente (3),
se pone en contacto con el TEG pobre que a su vez desciende desde el tope de la columna (4), se seca durante
el ascenso y deja finalmente la unidad por su parte superior (5), como gas seco. Esta corriente intercambia
calor con el TEG pobre (10), siendo su temperatura final, 108ºF.
TC
FC
T = 400°F
9
LC
LC
8
Tanque de
venteo
LC
7
T = 218°FVapor
Gases de escapeRegenerador
T = 275°F
LC
Glicol pobre
TC
6
T = 100°F
3
4
TC
T = 107°F
5
Gas tratado
T = 108°F
10
T = 227°F
Absorbedor
Glicol rico
A
combustible
LC
2
T = 100°F
Gas de
alimentación
1
Al quemador
FIGURA No. 1
Planta deshidratadora con TEG (1)
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5
Descripción del proceso (continuación)
Recorrido del glicol El TEG rico sale del fondo de la absorbedora (6) a 100ºF, a través de una válvula reguladora reduce su
presión, desprendiendo en consecuencia los hidrocarburos que haya absorbido en la columna. A su paso por el
tope de la chimenea del regenerador (7) circula en un serpentín que actúa como condensador de glicol,
pasando posteriormente a un tanque de venteo (8) en donde se separan los gases desorbidos.
Del tanque de venteo el TEG rico se filtra e intercambia calor con el TEG pobre procedente del tanque de
almacenamiento (9), y luego, mediante bombeo, alimenta al regenerador a 275ºF. La temperatura en esta
unidad crece considerablemente para promover la separación de TEG (11) del vapor de agua. El calor se
suministra al regenerador mediante un rehervidor a fuego directo, que usa gas combustible.
El TEG regenerado (pobre) pasa del regenerador al acumulador (12), y de éste al tren de intercambiadores
mediante bombeo. Se alimenta al tope de la regeneradora para repetir toda la secuencia de secado de la
corriente contínua del gas de alimentación y de regeneración para conformar su uso en un lazo cerrado de
flujo.

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6
Equipos mayores
Columna absorbedora Parámetros de operación
• Te = Temperatura de entrada
del gas.
• Ts = Temperatura de salida del
gas.
• F = Flujo de gas de entrada.
• p = Presión en la torre
absorbedora.
Mechurrio
Gas húmedo
Separador
TEG rico
TEG pobre
Gas seco
FIGURA No. 2
Columna absorbedora
Función La columna absorbedora es un equipo de transferencia de masa a elevada
presión y baja temperatura, en contracorriente, cuyo fin es transferir la
humedad del gas de alimentación al TEG en una geometría de etapas
verticales, formada por platos de Campanas de Burbujeo o por Empaque
Estructurado.
Justificación El separador de entrada a la absorbedora tiene por objeto separar las dos fases
que puedan estar presentes en la alimentación: la fase líquida es pequeña y
puede contener impurezas concentradas. La fase gaseosa es mayor y
constituye el fluido de trabajo principal. En casos de emergencia, el gas puede
ser desviado al mechurrio directamente a la salida de este separador.
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7
Equipos mayores (continuación)
Columna absorbedora
(cont.)
Justificación (cont.) El gas deshidratado de salida contribuye a bajar la temperatura del TEG pobre
en una etapa de intercambio de calor, debido a que mientras más baja sea la
temperatura del glicol pobre, tanto mejor el desempeño de la absorbedora.
El TEG rico sale a elevada presión de la columna absorbedora pero ésta
presión debe ser reducida debido al régimen de operación de la regenadora, ya
que ésta debe trabajar a baja presión y elevada temperatura para promover
eficazmente la separación TEG / agua.
Regeneradora de glicol Parámetros de operación
• Te = Temperatura de entrada.
• Ts = Temperatura de salida.
• F = Flujo de gas de entrada.
• p = Presión en el regenerador.
• QC = Carga calórica en el
condensador.
• QH = Carga calórica en el
rehervidor.
Regenerador Gas combustible
Tanque de
almacenamiento
Tanque “Flash”
TEG pobre
TEG rico
Función La regeneración del glicol consiste en la recuperación de su condición de
agente deshidratador en el proceso de secado del gas húmedo, mediante la
acción de alta temperatura a baja presión.

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8
Equipos mayores (continuación)
Regeneradora de glicol
(cont.)
Justificación • El TEG rico y frío, se usa como refrigerante en el condensador de tope del
Regenerador, en una operación crítica para economizar TEG. Ella requiere
una temperatura de compromiso (218ºF) que permita la condensación del
glicol pero no del vapor de agua, para lograr así su separación completa.
• El tanque de venteo se requiere para separar los vapores de hidrocarburos
absorbidos junto con la humedad en la columna, una vez que la corriente
ha sido precalentada en el condensador y su presión ha sido bajada
considerablemente.
• El intercambiador de calor TEG rico-Teg pobre se requiere para introducir
la economía de calor que hace el proceso exitoso.
• El rehervidor, a base de gas combustible, es necesario para lograr las
elevadas temperaturas exigidas en el Regenerador para alcanzar las
condiciones que aseguren eficiente separación entre TEG y agua.

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9
Ecuaciones y condiciones de diseño
Absorbedor Caudal del gas a condiciones
de operación (Ref. 2, pág.
131).
Q
Po
1 =












Qo
Zo To
x
Z1 T1
P1
Condiciones Condiciones
Normales de Operación
Po: presión a condiciones normales, 14,7 lpca.
Qo: caudal de diseño a condiciones normales, en pies cúbicos a 14,7 lpca
y 60°F.
Zo: factor de compresibilidad a condiciones normales, adimensional.
To: temperatura a condiciones normales, 520 °R.
P1: presión a las condiciones de trabajo de la planta, lpca.
Z1: factor de compresibilidad a condiciones de operación, adimensional.
T1: temperatura actual o de operación, °R.
Obsérvese que el caudal al cual se hace referencia, está medido a condiciones
normales (14,7 lpca y 60°F). El que se utiliza a los efectos del diseño es el
caudal a las condiciones de presión y temperatura a las cuales se trabaja.
Por ejemplo 100 MM de pcnd (1.157,4 pie3
/seg.) de un gas de gravedad
específica G = 0,6, a 90°F, 1000 lpca, quedará reducido a 15,66 pie3
/seg.,
cuando se verifica el caudal real a las condiciones de operación. (Ref. 2, pág.
131).
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10
Ecuaciones y condiciones de diseño (continuación)
Absorbedor (cont.) Caudal del gas a condiciones
de operación (cont.)
El área transversal del separador será el cociente entre el caudal real (15,66
pie3
/seg.) y la velocidad crítica del fluido dentro de la unidad.
Velocidad crítica del gas
dentro de la torre, Vc
Fórmula de Souders y Brown (Ref. 2, pág. 316)
Vc = F.K
( l - g)
g
ρ ρ
ρ
F: factor de eficiencia, sugerido por la GPSA.
K: constante de Souders y Brown
ρL: densidad del líquido, lbs /pie3
ρg: densidad del gas a condiciones de operación, lbs/pie3
La velocidad crítica del gas dentro del absorbedor, es la velocidad mínima que
se puede utilizar sin que se produzca arrastre de líquido, cualquier valor por
encima de ella produciría arrastre del glicol fuera del absorbedor. Es, por lo
tanto, una velocidad límite. Está determinada por las densidades, a
condiciones de operación, de los fluidos que se separan y una constante K (
Constante de Souders y Brown) que, originalmente es teórica, pero que se ha
venido modificando por el criterio de los diversos fabricantes. En Data Book
se sugiere usar un valor de K=0,36 y sustraerle 0,01 por cada 100 lpc de incre-
mento de la presión. Para absorbedores de glicol o de amina este factor debe
ser multiplicado por 0,6 - 0,8 (Ref. 4, pág. 7-7).
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11
Absorbedor (cont.) Contenido de agua en el gas.
(cantidad de agua retenida)
W = Wc1 - Wc2
Wc1 : contenido del agua en el gas de entrada, en lbs/MMpcn
Wc2 : contenido del agua en el gas deshidratado, en lbs/MMpcn
La cantidad de agua retenida por el glicol, en esencia, es la diferencia entre el
contenido de agua en el gas de alimentación menos la cantidad de agua que
transporta después de deshidratado.
Varias consideraciones deben tenerse en cuenta:
• A los efectos del diseño, se considera que el gas que llega a la planta está
saturado con agua. El contenido de agua depende de la presión y la
temperatura.
• El contenido de agua, a la salida, es condición del diseño. Es normal que se
hable de 5 a 7 lbs/MM pcn en el gas tratado.
• Las variaciones de la presión y la temperatura de la alimentación alteran el
contenido de agua en el gas y, por lo tanto, se deben ajustar las condiciones
de operación de la planta.
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12
Absorbedor (cont.) Glicol requerido según
diseño
qTEG = ( W ) x ( R )
W: cantidad de agua retenida por el glicol.
R: relación agua-glicol
Es común que, en los diseños de deshidratadoras de TEG, se hable de 3 gals.
TEG/lb pie3
; no obstante otras condiciones deben tenerse presente:
• A mayor número de platos en el absorbedor, menor será el requerimiento
de glicol para lograr un descenso determinado del punto de rocío.
• Al aumentar el galonaje por encima de 3 gals/lb pie3
es muy baja la
ganancia y el punto de rocío tiende a ser constante.
• El uso de gas de despojamiento tiende a profundizar la deshidratación con
muy buena eficiencia.

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13
Tanque de venteo • Dimensionamiento del tanque de venteo
Q Gas
Q Teg
Q Hid
FIGURA No. 4
Tanque de venteo
Tanque de venteo: separador horizontal trifásico con tiempo de retención de 30 a 45 minutos
Parámetros a considerar:
Qg: gas absorbido por el glicol en el absorbedor, en pie3
/seg.
pcn: gas de TEG, aproximadamente se considera 1 pcn/gal.
Qhid: hidrocarburos que se consideran en el absorbedor, en pie3
/seg.
• El tanque de venteo se diseña como un separador horizontal trifásico. Debe estar en condiciones de
retener el caudal de glicol que circula en 30 a 45 minutos (Ref. 2, pág. 212)
• Se diseña para separar el gas que ha sido absorbido en el absorbedor, cuando el glicol entra en contacto
íntimo con el gas; aproximadamente un pie cúbico por galón de glicol.
• Adicionalmente se debe prever el espacio necesario para retener los hidrocarburos líquidos que se
puedan condensar en el absorbedor. La norma de PDVSA para el diseño de separadores sugiere la
necesidad de reservar una altura de un pie por cada una de las fases.

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14
Regenerador • Balance de energía en el regenerador
T = 218 °F
T = 275 °F
T = 400 °F
Rehervidor
FIGURA No. 5
Regenerador
Las condiciones de la regeneración se determinan por la temperatura del fluido en el rehervidor, a la presión
de la torre.
La torre de regeneración se encarga de devolverle al glicol la capacidad de absorción; trabaja a la
temperatura de burbujeo del glicol, a la presión de la torre que, por lo general, es atmosférica o muy cercana
a la presión atmosférica. En el caso del TEG, esta temperatura es igual a 4000
F.
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15
Regenerador (cont.) Cuando el vapor se separa de la solución tiene una composición aproximada del 42% de TEG y 58% de
agua. Cuando llega al tope de la torre, el vapor está formado prácticamente por agua con 99,5% de pureza.
No obstante, ello indica que, el agua que se retira del gas, arrastra consigo un 0,5% p/p de TEG.
El vapor, formado por glicol y agua, se va despojando del TEG a medida que asciende en la torre. El
despojamiento es beneficiado por un serpentín colocado en el tope del regenerador, el cual facilita el
reflujo.
Las pérdidas de glicol aumentan a medida que sube la temperatura en el tope de la torre.

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16
Comportamiento de una planta de deshidratación en
condiciones normales
Operación de la planta.
Parámetros en condiciones
normales
1. Operación del absorbedor
• El gas de alimentación llega a la planta en las condiciones previstas en el diseño (Caudal del gas,
presión y temperatura del gas de alimentación, composición prevista, no lleva petróleo ni otras
impurezas en suspensión).
• El separador de entrada trabaja eficientemente a la presión indicada y con el caudal previsto. Tiene
suficiente capacidad para el almacenamiento de baches de líquido.
• El glicol pobre entra a la torre de absorción 10°F por encima de la temperatura del gas de alimentación y
con la concentración debida (Ej. 98,7 % p/p)
• El gas tratado sale según las especificaciones, con el punto de rocío del agua deseado (Ej. 30 °F)
• No hay arrastre de condensados ni formación de espuma en el contactor.
2. Tanque de venteo
• El tanque de venteo funciona eficientemente. Tiene suficiente volumen para el almacenamiento de
glicol y los condensados; los niveles funcionan de manera apropiada.
• El gas combustible se retira del separador horizontal y se utiliza en la planta.
• El sistema de drenaje de condensados trabaja eficientemente.
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17
Comportamiento de una planta de deshidratación en condiciones
normales (continuación)
Operación de la planta.
Parámetros en condiciones
normales (cont.)
3. Torre de regeneración
• La temperatura del glicol en el rehervidor está en el nivel deseado ( Máxima 400°F para el TEG )
• No se ha observado taponamiento ni incrementos de presión en la torre.
• El glicol está limpio. No se observa en el sistema la presencia de parafinas, asfaltenos ni petróleo.
• El serpentín instalado en el tope del regenerador, trabaja de manera eficiente. El "by pass" está
conectado.
• Las pérdidas de glicol son del orden de 0,1 gal/MM pcn en toda la planta.
• El vapor de agua que sale del regenerador se mueve verticalmente hacia arriba. No se observa lluvia de
glicol en los alrededores de la torre.
4. Equipos auxiliares
• El galonaje se corresponde con una tasa de circulación de 3 gals de TEG/lb. de H2O drenada del gas.
• No hay ripios de corrosión ni otros sólidos en suspensión en el glicol. El glicol luce traslúcido.
• Los filtros se cambian regularmente cuando alcanzan una pérdida de presión de 15 lpc.

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18
Condiciones de arranque de
la planta
1. Establecer la circulación del glicol en la planta
• Arranque el sistema de bombeo del glicol que va al absorbedor.
• Cuando aparezca el fluido en el fondo del absorbedor, ponga el controlador del nivel del fondo en
servicio activo, para que el líquido pueda fluir hacia el tanque de venteo.
• Cuando la solución aparezca en el tanque de venteo, ponga el controlador de nivel en servicio, para que
el fluido pueda fluir hacia el regenerador.
2. Etapas para iniciar el calentamiento del rehervidor
• Cuando se observe el nivel de líquido en el regenerador, ponga el nivel en servicio, para que el líquido
siga fluyendo hacia el tanque de abastecimiento.
• Después de estabilizar la circulación en la planta, abra la fuente de calor en el rehervidor.
• Ponga en servicio los intercambiadores.
3. Abra lentamente la entrada de gas a la planta
• Empiece a introducir, de manera gradual, el gas a la torre de absorción.
• Verifique los niveles de líquido, temperaturas, presiones y caudales hasta estabilizar las condiciones del
proceso.
• Mantenga un registro permanente de los parámetros significativos del proceso. Estos datos le serán muy
útiles para localizar las fallas.

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Variables críticas en el
proceso de arranque del
sistema
1. La circulación se debe establecer a plenitud antes de iniciar el calentamiento del glicol o la entrada del gas.
2. El gas debe entrar lentamente al sistema
• Si se precipita, el gas romperá los sellos líquidos de los bajantes y el glicol no llegará al fondo de la
torre.
• El exceso de gas en el sistema, con respecto a las condiciones del diseño o el caudal normal a presiones
bajas aumentará la velocidad y formará espuma mecánica. El glicol saldrá de la torre produciendo
pérdidas económicas.
3. Cuando el arranque se produzca después que la planta entre en funcionamiento, verifique que no haya
quedado glicol sucio en los filtros, porque se volvería a degradar.
Secuencia operacional en la
parada de la planta
1. Cierre el combustible del rehervidor
2. Mantenga las bombas hasta que la temperatura baje, aproximadamente, a 200 °F
• Si apaga las bombas, conjuntamente con la circulación de glicol, el fluido quedará sobrenadando sobre
los tubos de fuego y podría quemarse. Al arrancar la planta observará que el glicol se ha degradado.
3. Reduzca gradualmente la entrada de gas al sistema. Evite cambios innecesarios en el absorbedor y en las
tuberías.
4. Al despresurizar la planta se puede proceder por la salida de gas en el absorbedor. Hágalo lentamente, así
evitará las pérdidas de glicol.

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Perturbación del funcionamiento normal de la planta de
deshidratación. Corrección de los factores perturbadores
Variables operacionales • Presión.
• Temperatura.
• Caudal del gas y de la solución.
• Composición de la carga.
• Composición de la solución de amina.
• Contaminantes del sistema.
• Factores que se aprecian por simple inspección.
Factores perturbadores y
su corrección
Presión El gas de alimentación tiene una presión especificada en el diseño. El
incremento o descenso de este parámetro afecta el funcionamiento de la
planta.
• Incremento de la presión del gas de la alimentación.
El incremento de la presión, está limitado por el espesor de los materiales y
demás especificaciones de los equipos. El operador debe estar plenamente
consciente de este límite. Con el uso, los materiales sufren un desgaste que
se debe medir regularmente, a fin de especificar la nueva presión límite de
la operación.
Las presiones elevadas, más allá de las especificadas, conducen a la
explosión y parada súbita de la planta.
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21
(continuación)
su corrección (cont.)
Presión (cont.) Este parámetro afecta a los equipos ubicados en la entrada del sistema (
separador de entrada, torre de absorción, separador de salida e
intercambiador de calor del glicol pobre)
R: Se debe volver la presión a las condiciones de operación o diseño.
• Descenso de la presión del gas de alimentación.
El descenso de la presión en el gas de la alimentación incrementa la
velocidad del gas dentro del absorbedor, con los riesgos que a continuación
se enumeran:
♦ Se puede romper el extractor de niebla del separador.
♦ Se puede romper el extractor de niebla del absorbedor.
♦ Se produce espuma mecánica dentro de la torre.
Pérdidas de glicol en el absorbedor que, a su vez, afectan las instalaciones
ubicadas aguas abajo de la planta de deshidratación. Por ejemplo las cajas
frías.
Posible rotura o caída de los platos del absorbedor.
R: Cuando resulte obligante descender la presión del sistema se debe
bajar el caudal proporcionalmente. Los altibajos de la presión afectan la
planta de manera sustancial.
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22
(continuación)
Presión (cont.) • Diferencial de presión en los filtros.
Este parámetro sirve para indicar el momento en que los filtros se han
tapado. Al llegar al máximo de la diferencial de presión permitida, se
deben cambiar los elementos ( Ej. 15 lpc )
El cambio frecuente de los filtros indica que hay un continuo
ensuciamiento del glicol. Ello incide negativamente en la economía de la
planta. En Sta. Bárbara, citado a título de ejemplo se deben cambiar los
filtros ( 110, en total ) dos veces por semana.
R: Los elementos de los filtros se deben cambiar antes de que colapsen.
Cuando la presión del filtro se mantenga baja y constante, verifique que no
se haya olvidado instalar el elemento filtrante.
• Diferencial de presión en las torres.
Este parámetro permite verificar el momento en que se empieza a producir
espuma en el subsistema: torre de absorción o de regeneración.
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CIED
23
(continuación)
Presión (cont.) La espuma puede ser mecánica ( cuando la genera una velocidad excesiva )
o química ( cuando se produce por contaminación con productos químicos
)
R: Verifique, mediante un análisis del fluido, si se trata de espuma
mecánica o de carácter químico. Haga los correctivos que correspondan.
Temperatura • Del gas de la alimentación.
La temperatura del gas de alimentación es un indicador de posibles
problemas en la planta.
Cuando está alta, el contenido de agua en el gas aumenta y, por lo tanto, el
gas se sale de especificaciones.
R: Si fuere posible restituya la temperatura del gas a las condiciones
normales de la operación.
• Del glicol en el rehervidor.
Cada tipo de glicol tiene su propio diagrama de fases. Y se usa tomando en
cuenta sus características. El TEG tiene un punto de burbujeo de 400°F, a
presión atmosférica.
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24
(continuación)
Temperatura (cont.) La temperatura de burbujeo del TEG en el rehervidor suele ser
aproximadamente igual a 400°F, y la máxima temperatura que puede
aceptar: 404°F. Si se incrementa por encima de este límite, se puede
degradar, lo cual obliga a cambiarlo.
Cuando la temperatura es menor la pureza del glicol pobre disminuye y se
hace ineficiente el proceso de deshidratación. El glicol debe entrar a la
torre de absorción lo más puro que sea posible.
Recomendaciones:
Evite que la temperatura del TEG descienda por debajo de la condición
normal de operación para que el glicol pobre se mantenga dentro de las
especificaciones.
Trabajando con TEG en condiciones normales se puede alcanzar una
pureza del 98,7 % p/p sin gas de despojamiento.
Con el uso de gas de despojamiento, se puede llegar a purezas del 99,5%
p/p.
El proceso Drizo, anuncia una pureza del 99,99% p/p y el sistema
Golfinger, promete el 99,9% de pureza sin el uso de gas de
despojamiento (Gas Conditioning and Processing, Vol. 2, Pág. 336).
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CIED
25
(continuación)
Temperatura (cont.) • Temperatura del glicol en el tope de la torre de regeneración.
Para que la planta trabaje es necesario que tenga una temperatura de tope
mayor de 212°F ( a presión atmosférica ). Es común que la operación se
realice con temperaturas de 215°-218°F. Con estos cifras se pueden esperar
pérdidas de TEG en el orden del 0,4% por peso con respecto a la cantidad
de agua que ha sido retirada del gas (Ingeniería de Gas. Principios y
Aplicaciones, pág. 301)
Cuando la temperatura del tope aumenta, se incrementan también las
pérdidas de glicol.
R: Cuando las pérdidas de glicol sean muy altas verifique que el tope de
la torre está a una temperatura cercana a los 215°F.
Compruebe que el serpentín de enfriamiento esté activo.
Asegúrese que no esté roto el serpentín de enfriamiento.
• Diferencial de temperatura en los intercambiadores.
Cuando los intercambiadores de calor se empiezan a romper, aparecen
elementos indicadores de desajuste en el sistema.
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26
(continuación)
Temperatura (cont.) Pudieran producirse pérdidas considerables de glicol, en la torre de
regeneración al romperse el serpentín del tope del regenerador.
Cuando se rompe el intercambiador de calor glicol pobre - glicol rico, se
pierde la pureza del glicol regenerado. Incide en este comportamiento la
presión más alta de las dos corrientes.
Cuando se rompe el intercambiador de calor glicol pobre - gas, se pudieran
incrementar las pérdidas de glicol
R: Si tiene posibilidades de tomar muestras del glicol, antes y después de
los intercambiadores, compruebe que no cambie la composición. Los
cambios de la composición le indicarán la posibilidad de una rotura.
• Temperatura del glicol a la entrada del regenerador.
La temperatura del glicol pobre, al llegar al absorbedor debe estar 10 a
15°F por encima de la temperatura del gas de alimentación, para evitar
condensación y arrastre de condensados.
El gas se empobrece y baja de precio.
La presencia de condensados se debe drenar en el tanque de venteo, para
evitar que lleguen al regenerador.
Sigue

CIED
27
(continuación)
Temperatura (cont.) Si llegan al rehervidor, se podría producir una expansión violenta, con lo
cual se producen perturbaciones adicionales.
Pérdida del glicol.
Rotura del empaque del regenerador.
Posible incendio.
R: Mantenga la temperatura del glicol pobre, a la entrada a la torre de
absorción, 10° a 15° por encima de la temperatura del gas de la
alimentación.
Caudal • Del gas de la alimentación.
El incremento del caudal de la alimentación, implica un aumento
proporcional del galonaje y, a su vez, de la energía que alimenta el
rehervidor.
R: Si aumenta el caudal del gas que debe tratar, verifique la capacidad
de bombeo disponible.
Cuando el sistema llegue a su límite, use gas de despojamiento.

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28
(continuación)
Composición • Del gas de la alimentación.
Los cambios de la composición de la carga que más pueden afectar el
funcionamiento de la planta son los siguientes: cambio en el contenido de
agua en el gas de la alimentación, incremento en el contenido de gas ácido
y aumento del GPM o riqueza del gas.
Cambio en el contenido de agua del gas.
El incremento en el contenido de agua en el gas obliga a aumentar,
proporcionalmente, el galonaje y la carga energética del rehervidor. No
hacer los ajustes correspondientes, implica que el gas se saldrá de las
especificaciones.
R: Controle, de manera permanente, el contenido de agua a la entrada y
a la salida de la planta. Implante los correctivos que sean necesarios.
Incremento del GPM en el gas de alimentación.
Cuando el gas de la alimentación tiene un porcentaje muy alto de
componentes pesados aumenta la tendencia a producir condensación de los
hidrocarburos lo cual, a su vez, facilita la formación de espuma. Como
consecuencia el gas se sale de especificaciones.
Sigue

CIED
29
(continuación)
Composición (cont.) • R: No interesa quitarle al gas los componentes pesados. Intente trabajar
con temperaturas ligeramente más altas para evitar la producción de
condensados. Mantenga la diferencia de temperatura con el glicol pobre.
Si, al aumentar la temperatura, se produce algún incremento del punto de
rocío debe mejorar la eficiencia del rehervidor. Después de intentar llevarlo
a la máxima temperatura operacional el uso de gas de despojamiento es la
alternativa más sencilla.
• Contenido de agua del gas tratado.
El gas tratado debe salir con un contenido de agua previamente
especificado. Por ejemplo 5 a 7 lbs/MM de pcn.
También se suele hablar del punto de rocío - al agua - que corresponde a
determinada carga de agua por millón de pies cúbicos, medidos a
condiciones normales. Ej. 30°F. Cuando aumenta el contenido de agua en
el gas deshidratado se dice que el gas se ha salido de las especificaciones.
El incremento del contenido de agua en el gas de alimentación, obliga a
aumentar el galonaje para tender a buscar las especificaciones del diseño.
Sigue

CIED
30
(continuación)
Composición (cont.) Cuando el galonaje está al máximo lo más común es el uso del gas de
despojamiento, el cual se inyecta entre 2,0 y 10,0 pcn/gal. (I.G., P y A.,
Ref. pág. 307). De esa manera se incrementa la pureza del glicol y se
obtiene un descenso del punto de rocío más alto.
Obviamente, si se enfría el gas de alimentación antes de que entre al
separador, se reduce el contenido de agua y se resuelve el problema.
• Composición del vapor de agua a la salida del regenerador.
La composición del vapor de agua a la salida del regenerador es,
aproximadamente del 99,5% por peso de agua y 0,5% de TEG. Con esta
composición el vapor de agua que sale del regenerador tenderá a salir
verticalmente. Cuando la columna se inclina ello indica que transporta
mucho glicol o que están aumentando las pérdidas del deshidratante.
Las razones que pueden producir las pérdidas de glicol, son las siguientes:
♦ Temperatura del tope del regenerador demasiado elevadas.
♦ Posible rotura del serpentín en el tope de la torre.
♦ Presión de la torre muy alta.
♦ El By-pass del serpentín quedó conectado.
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31
(continuación)
Composición (cont.) • Composición del gas de despojamiento.
Como gas de despojamiento se utiliza el mismo gas de la planta. Puede
usarse el gas sin tratamiento, no obstante, el gas tratado es mejor.
Factores que se aprecian
por simple inspección y que
permiten corregir las
perturbaciones de la planta
La temperatura del gas que llega a la planta.
Cuando el gas que llega a la planta aumenta la temperatura, la planta de amina, colocadas aguas arriba podría
estar trabajando mal.
El humo del vapor de agua, a la salida del regenerador.
Cuando la columna de humo tiende a caer las pérdidas de glicol son muy altas.
La apariencia del glicol.
El glicol se pone negro en contacto con el aire o por la presencia de oxígeno en el subsistema. Así mismo, los
contaminantes alteran su composición y, por lo tanto, su comportamiento. A medida que elementos extraños se
concentran se va cambiando la composición y el glicol deja de trabajar como de él se espera.
Los olores, alrededor de la planta.
Cuando la temperatura del rehervidor es demasiado alta el glicol se quema. Los olores del ambiente indican
tal situación.
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CIED
32
(continuación)
Factores que se aprecian
por simple inspección y que
permiten corregir las
perturbaciones de la planta
(cont.)
La caída de presión en los filtros.
La máxima caída de presión en los filtros es de 15 a 20 lpc, luego colapsan y se rompen. Cambios continuos
de los elementos filtrantes implica lo siguiente:
• Presencia de parafinas o asfaltenos.
• Presencia de sales en exceso.
• Sólidos en suspensión.
• Posibilidad de que exista corrosión excesiva en la planta.
Costos elevados de la operación.
Corrección de los factores
perturbantes
Al final de cada tipo de perturbación se han indicado, cuando ello aplica, el
correctivo que debería imponerse. En muchos casos la solución es obvia.

CIED
33
Funcionamiento crítico del subsistema o de un equipo
mayor del subsistema
Condiciones críticas de
funcionamiento de la planta
de deshidratación
Fallas de electricidad Son una de las causas más frecuentes de los paros de planta. El impacto
económico se puede apreciar mediante un registro permanente de la
producción perdida por cada una de las causas que producen los paros. La
cuantificación de este parámetro reflejará los beneficios económicos que se
derivan del control del suministro de energía.
Pérdidas excesivas de glicol Toda planta de deshidratación con TEG, tiene un consumo de glicol estimado
en 0,1 gals./MM pcn (0,38 lts./MM pcn). Cuando las pérdidas alcanzan cifras
muy superiores a ésta, se puede estimar el gasto que se está produciendo a un
costo de USD 1,2/litro, para el TEG. La cifra resultante indicará la conve-
niencia de esforzarse por corregir el funcionamiento errático de la planta.
Adicionalmente, se deben considerar las perturbaciones que se producen aguas
abajo del subsistema.
Cambios y pérdidas de
alimentación
La caída del suministro de gas a la planta, obviamente representa pérdidas de
producción. Por ello es conveniente reducir el impacto colocando varias
alternativas de suministro, de tal manera que se pueda minimizar el impacto.
Sigue

CIED
34
Funcionamiento crítico del subsistema o de un equipo mayor del
subsistema (continuación)
de deshidratación (cont.)
Cambios y pérdidas de
alimentación (cont.)
Los cambios en la composición producen alteraciones que afectarán la
economía y el comportamiento de la planta. Las dietas ricas en componentes
pesados, si bien es cierto aportan mayor cantidad de líquido al mercado,
también introducen perturbaciones que - entre otras cosas - tienden a sacar el
gas de especificaciones. Un aspecto que altera la operación normal en las
instalaciones.
Las dietas pobres obligan a presurizar las plantas cuyo diseño sigue la
tecnología típica empleada en Santa Bárbara. Estas alteraciones pudieran
llevar a paros no programados.
Pérdida del bombeo Es normal que las plantas tengas bombas de relevo instaladas para suplir las
fallas temporales y garantizar el mantenimiento preventivo. No obstante, si
llegara a fallar el bombeo de glicol, obviamente se cancelaría el servicio
correspondiente a la deshidratación del gas, con los subsiguientes problemas
que se derivan en las instalaciones aguas abajo, diseñadas para trabajar con un
contenido mínimo de agua.
En tales circunstancias ello obligaría al paro de la planta con la subsiguiente
reducción en la producción.
Sigue

CIED
35
Caída del rehervidor El rehervidor en la planta de TEG, es uno de los equipos claves en el
tratamiento del gas natural. La rotura del rehervidor, los descensos de
temperatura con respecto a la condición de funcionamiento normal, producen
un glicol con alto contenido de agua y el gas se sale de especificaciones.
Los depósitos de sales sobre los tubos de fuego crean tortas de sal que
almacenan grandes cantidades de energía. Al parar la planta, si
simultáneamente se detiene el bombeo, se pudiera quemar el glicol, que queda
depositado en el rehervidor. Ello obligaría a cambiar la carga completa de
glicol en la planta.
Rotura de algunos de los
equipos vitales
Dentro de los parámetros de inspección obligada, está la medición de la
corrosividad en las instalaciones y el desgaste prematuro del espesor de pared
en tuberías y recipientes. La rotura de algún equipo vital que obligue a parar
la planta es un problema indeseable.
Sigue

CIED
36
Gas fuera de
especificaciones
Punto de rocío elevado. El objetivo de una planta de deshidratación con TEG
es la reducción del punto de rocío a los límites tolerables por las
especificaciones del proceso.
El gas destinado a los gasoductos para satisfacer el mercado interno acepta un
punto de rocío al agua de 148 ppmv. El gas para propósitos criogénicos debe
salir de la planta con 0,1 ppmv. Esto obviamente presenta la rigidez con que se
deben satisfacer las especificaciones dependiendo del uso que se le vaya a dar
al gas tratado.
Cuando el gas se sale de especificaciones, el punto de rocío al agua se eleva,
lo cual origina la caída de las turbinas - diseñadas para trabajar con gas
completamente deshidratado - y obviamente la producción se detiene.
Emanaciones tóxicas al
ambiente
A pesar de las regulaciones ambientales existentes en el país, en materia de
calidad del aire, todavía existen muchas descargas atmosféricas con productos
tóxicos (NOx, SOx, H2S, CO, CO2, aromáticos ) que, en otros países, son
penalizados en forma contundente.
Los controles ambientales han obligado al uso de patentes que garantizan una
mejor calidad de los residuos y mejor protección para el ambiente (DRIZO,
“Coldfinger”). Esto, a su vez, habla de un mayor galonaje de glicol en la
planta y costos más elevados para el tratamiento del gas natural.
Sigue

CIED
37
¿Cómo evitar llegar a las
condiciones críticas?
• Trata de garantizar el suministro de la electricidad a la planta. Los paros no
programados son muy costosos.
• La pérdidas de glicol se pueden evitar con la debida observación de los
cambios en las condiciones normales de funcionamiento y la introducción
de los correctivos correspondientes.
• Es conveniente que el gas no llegue a la planta por una sola vía. Se deben
mantener activas otras alternativas, de tal manera de que siempre pueda
mantener la carga mínima necesaria para alimentar la planta.
• Mantenga una porcentaje representativo de la capacidad de bombeo,
siempre disponibles, con el fin de sustituir la caída de alguna de las bombas
y facilitar el mantenimiento.
• La vigilancia de las condiciones de trabajo del rehervidor es vital para el
funcionamiento continuo de la planta.
• Garantice un buen programa de mantenimiento preventivo. Revise
periódicamente el desgaste de los materiales y programe el reemplazo.
• Vigile la corrosividad en el sistema.

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38
Equipos o elementos de la
planta en donde pueden
presentarse condiciones
críticas
• Bombas y compresores
• Rehervidor
• Intercambiadores de calor
• Absorbedor

CIED
39
Paradas de emergencia dentro de los márgenes de
flexibilidad del subsistema
Situaciones que requieren
paradas de emergencia
• Casos genéricos:
u Cuando no llega gas de alimentación a la planta.
u Pérdida de la potencia ( fallas en la electricidad )
u Rotura de la tubería que alimenta la planta.
u Caída del sistema de bombeo, cuando no hay reemplazo.
u Pérdida del rehervidor.
u Rotura del serpentín en el tope del rehervidor.
• Situaciones específicamente señaladas en los catálogos, clasificadas en tres niveles diferentes, dependiendo
del diseño.
u Parada de nivel I. Perturbaciones en uno de los trenes.
Causas para una parada a nivel I:
∗ Detección de fuego.
∗ Parada desde la sala de control.
∗ Parada desde el campo en facilidades de entrada.
∗ Baja presión de líquidos hacia el tanque de venteo.
∗ Alto nivel de líquidos en el "slug catcher" de facilidades de entrada.
∗ Baja presión de gas a los aeroenfriadores.
∗ Muy alto nivel de líquido en los separadores
∗ Muy alta temperatura en el gas de entrada en los separadores.
Sigue

CIED
40
Paradas de emergencia dentro de los márgenes de flexibilidad del
Situaciones que requieren
paradas de emergencia
(cont.)
u Parada de nivel II. Se detienen los sistema a causa de perturbaciones en alguno de los sistemas. Para
cada tren es posible la activación manual de la parada.
Deshidratación parada a nivel II
∗ Parada desde la sala de control o desde el campo.
∗ Muy bajo nivel de líquido en la torre contactora de glicol.
∗ Parada del sistema de regeneración.
u Parada de nivel III. En casos extremos como la interrupción del servicio eléctrico; de los servicios
principales o la detección de un incendio o fuga de gas, la parada deberá iniciarse de manera manual.
Parada completa de la planta. Tren A y B.
Deshidratación nivel III
∗ Detección de fuego.
∗ Fallas eléctrica en los equipos que funcionan con electricidad.
∗ Muy alto nivel en el separador de gas combustible.
∗ Muy baja presión del gas combustible.
Acciones que, de manera
progresiva, conducen a la
parada de la planta
• Ensuciamiento del glicol.
• Taponamiento de los platos o del empaque en el absorbedor y/o en el rehervidor.
• Acumulación de sales en los tubos de fuego del rehervidor.
• Rotura de los intercambiadores de calor.
• Presencia de productos tóxicos que degradan el ambiente.

CIED
41
Operaciones que pueden
evitar la parada de
emergencia
1. Se deben tomar previsiones para alimentar la planta con gas procedente de varias fuentes. Ello indica que,
en caso de que alguna de las corrientes falle, se puede apelar a la fuente alterna.
2. Se deben tomar todas las previsiones posibles para que los fallas en la electricidad no sean un factor que
obligue a parar la planta.
3. La inspección continua de espesores de pared, grado de corrosividad en las instalaciones, el mantenimiento
de las válvulas y demás herramientas de seguridad, garantizan el funcionamiento de la planta.
4. El mantenimiento óptimo de los registros, con los parámetros fundamentales de la planta, garantiza la
mayor eficiencia operacional.
• Se debe evitar que el glicol se ensucie o se degrade.
• Reducir al mínimo posible los cambios abruptos de los parámetros fundamentales.
5. El descenso de la presión de los líquidos hacia el tanque de venteo puede deberse al mal funcionamiento de
la válvula colocada a la salida del absorbedor, la cual regula la presión del glicol rico hacia el tanque de
venteo o a la caída de la presión en el absorbedor.
6. El descenso o caída de la presión en los aeroenfriadores, ubicados antes del absorbedor de glicol, tiene su
origen en el mal funcionamiento de las bombas o en la caída del sistema de bombeo.
Sigue

CIED
42
Operaciones que pueden
evitar la parada de
emergencia (cont.)
7. Cuando los niveles de líquido en el "slug catcher", ubicado a la entrada de la planta o antes del contactor de
glicol, indican un nivel de líquido muy alto, se deben verificar las razones por las cuales está llegando a la
planta un contenido tan alto de líquidos.
8. Pudiera tratarse de una falla en el drenaje de los líquidos retenidos en los recipientes: falla de la válvula
que descarga los líquidos y/o obstrucción de la salida. En ocasiones los asfaltenos crean núcleos sólidos
que taponan completamente las trampas.
9. Las temperaturas elevadas del gas en los separadores ubicados a la entrada de la planta pudiera originarse
por las siguientes causas:
• Fallas de los equipos ubicados aguas arriba del separador.
• Cuando el gas entra al absorbedor de amina, ubicado aguas arriba de la planta de glicol, con demasiada
violencia, se rompen los sellos de líquido en los bajantes. Eso hace que el líquido no baje al fondo del
recipiente, la reacción se produce en el tope de la torre y - gracias a que se trata de una reacción
exotérmica - el incremento de temperatura en el tope es muy alto. El gas se caliente y llega con muy
alta temperatura al absorbedor de glicol.

CIED
43
Respuesta dinámica del subsistema ante cambios de las
variables operacionales
El gas que se procesa en un subsistema llega a éste con determinadas características de composición, tasa de
flujo, temperatura y presión. El rango de variación que de esas variables acepta el subsistema, o la planta en
general, depende de las condiciones establecidas en su diseño. Los valores así fijados para estas variables
constituyen el conjunto de Variables Operacionales dentro de los cuales se prevé obtener el mayor rendimiento
en el procesamiento de una dieta dada.
Durante el tiempo de operación de la planta, el rango de variación de las variables es manejado mediante los
correspondientes mecanismos de control, de cuyas respuestas depende el que las perturbaciones, dadas por los
cambios, se transmitan a otros equipos y subsistemas, provocando nuevos cambios que debidamente
controlados conducen a la restauración de la condición normal de operación. Este estado dentro del cual se
presenta estas condiciones es conocido como respuesta dinámica.
A continuación se expresa en forma simplificada la secuencia de la repuesta dinámica del subsistema ante los
tipos de perturbaciones más importantes a la entrada del mismo.
Sigue

CIED
44
Respuesta dinámica del subsistema ante cambios de las variables
operacionales (continuación)
Condición Respuesta dinámica
Llega gas de alimentación
con presión por debajo del
límite de diseño
1
El sistema de control
mantiene el flujo constante
2
Aumenta la velocidad del
gas dentro del separador
3
gas dentro del
absorbedor
4
5 6
gas dentro del separador
gas dentro del
absorbedor
7
Se produce arrastre de
glicol
2
disminuye el flujo hasta que
se restituye la presión
Refiérase a la figura No. 6
Sigue

CIED
45
1
Llega gas con
contaminantes (sulfuro
de hidrogeno,
asfaltenos, etc..)
2
Se degrada el glicol,
aumenta el
ensuciamiento por
corrosión
3
Requiere cambio
frecuente de los
filtros y reposición del
glicol
Llega gas con
contaminantes (sulfuro
de hidrogeno,
asfaltenos, etc..)
Aumenta la temperatura de fondo del
regenerador y se craquea el TEG
1
2
3
Aumenta la temperatura del tope del
regenerador y se pierde glicol
Correctivo
Se disminuye el flujo de
aceite caliente al
rehervidor
Sigue

CIED
46
Condición Respuesta dinámica Correctivo
Se restablece la carga
térmica al rehervidor
con el control de flujo de
aceite caliente
1
Disminuye la carga
térmica al rehervidor de
fondo del regenerador
2
Aumenta el contenido de
agua en el glicol
3
El gas tratado sale de
especificación
1
Disminuye el nivel de
glicol en los tubos del
rehervidor
Se craquea el glicol y
disminuye su eficiencia
2
Actúa el sistema de
control de nivel de TEG
Sigue

CIED
47
Llega gas con alta
temperatura
Aumenta la
temperatura del
gas tratado
Aumenta el contenido de
agua en el gas a tratar
proporcionalmente al
cambio de temperatura
1 2 3 4 5
de temperatura se
activa
El gas sale
fuera de
especificación
7 6
Se aumenta la
carga térmica
del rehervidor
Se aumenta el
galonaje
5
El gas entra en
especificación
1
Se restablece la
temperatura
Sigue

CIED
48
1 2
Llega gas de
alimentación con presión
por encima del límite de
diseño Se activa el alivio
4
Se restituye la presión en el
absorbedor
1
Se restituye la presión
en el sistema
3
Aumenta la presión
en el absorbedor
Sigue

CIED
49
Llega gas de alto
GPM
1
• Aumenta la producción de
condensados dentro del
absorbedor
• Aumenta la formación de
espuma
2
Aumentan las
pérdidas de glicol
Se depositan
condensados en el
tanque de venteo
3 4
7 6 5
Los condensados
llegan al rehervidor
y se expanden
violentamente
generando
condiciones críticas
de operación
Se producen
pérdidas de glicol e
hidrocarburos por el
tope del
regenerador
Se factura el
empaque
Sigue

CIED
50
TC
FC
LC
LC
LC
Vapor
Gases de escape
LC
TC
TC
T = 107°F
Gas tratado
A
combustible
LC
Gas de
alimentación
Al quemador
1
1
1
1
1
1
3
5
2
4
2
4
4
32
2
6
7 2 3
3 5
3
2
1
2
7
12
2
6
3
5
7
3
6
FIGURA No. 6
Deshidratación con TEG. Respuesta dinámica

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Referencias Bibliográficas

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52
Referencias bibliográficas
1. Marcías Martínez
• Deshidratación del Gas Natural.
• Ingeniería de Gas, Principios y Aplicaciones. Ingenieros Consultores, S.R.L. Maracaibo - Venezuela.
• Diseño Conceptual de Separadores. Ingenieros Consultores, S.R.L. Maracaibo - Venezuela.
2. Gas Processing Association. Engineering Data Book, 1987.
3. Ballar, D. y Manning, W.
“Boost Heat - Transfer System Performance”, Chemical Engineering Progress. (Noviembre 1990)
4. Cabanellas, G.
Diccionario Enciclopédico de Derecho Usual, Buenos Aires, Ed. Heliasta
5. Canavos, G.
• Probabilidad y Estadística, México, McGraw - Hill Interamericana de México S.A.
• Léxico de la Industria Venezolana de los Hidrocarburos, Caracas, Ediciones Cepet 1994

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53
Referencias bibliográfica (continuación)
6. Green, G. y Farber, R.
Introduction to Security, Los Angeles , California, U.S.A. Security World Publishing Co. Inc. 1978
7. Petróleos de Venezuela, S.A.
Gerencia Corporativa de Prevención y Control de Pérdidas. Normas Corporativas de Prevención y Control de Pérdidas, Caracas 1994
8. Real Academia Española
Diccionario de la Lengua Española, Vol. II, Madrid, España Calpe
9. Congreso Nacional
República de Venezuela, Congreso Nacional, Código de Comercio, Caracas, Imprenta Nacional

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