SlideShare a Scribd company logo
10
Most read
14
Most read
19
Most read
By
Muhammad Sufyan Khan K KMuhammad Sufyan Khan K.K.
(UEP19P)
1st January, 2013
C t tContents
 What is Blowdown/Depressurizationp
 When Staggered Blowdown is Required
 Conventional Approach to Staggered Blowdown
 Case Study Case Study
 Methodology of Quicker Approach
Conclusion
2
Wh t i Bl dWhat is Blowdown
 What is Blowdown/Depressurizationp
Blowdown is to depressurize a high pressure system, containing 
hydrocarbon/toxic gases, to a low pressure level to reduce the risk of 
rupture/burst in case of fire or any other emergency.p / y g y
 How Blowdown is carried out
Th   bj ti   f Bl d  i  t  d i  th   t  f  it  d i  The objective of Blowdown is to depressurize the system from its design 
pressure to 700 kPa(g) or 50% of the system design pressure, whichever is 
lower, in 15 minutes.
 How Blowdown is Activated
Upon detection of Fire/Gas or any other demand scenario the blowdown 
valve is opened either automatically or by a push button by operator to 
activate the blowdown.
 When Blowdown is Required
Blowdown is required when operating pressure   > 1700 kPa(g). 3
Wh t i Bl dWhat is Blowdown
4
Wh t i Bl dWhat is Blowdown
5
Wh St d Bl d i R i d
 Staggered Blowdown is required:
When Staggered Blowdown is Required
gg q
 Simultaneous Blowdown load >> largest relief load
 Design of flare system for simultaneous blowdown is impractical/uneconomical.
 Staggered blowdown system shall be designed to restrict the flare system 
design capacity (green fields)
 For brown field projects staggered blowdown is an essential requirement 
when the relief/blowdown load is added into existing flare system.
6
C ti l A h t St d Bl d
 Zonal Blowdown Approach
Conventional Approach to Staggered Blowdown
pp
The conventional approach is to divide the blowdown loads into zones and 
carryout the blowdown zone by zone. 
Zones can be made:
 based on physical separation of units.
b   bi i  th  bl d  l d   f  dj t  it  t   k  th  t t l  l  by combining the blowdown loads of adjacent units to make the total zonal 
blowdown load equal to flare capacity.
Z  b  Ph i l S i Zones by Physical Separation
 Make zones by physical segregation based on allowable radiation criteria from one 
zone to another.
M   ffi i     f  d bl d More efficient way of staggered blowdown.
 Effective for relatively smaller facilities.
7
C ti l A h t St d Bl d
 Zones By Blowdown Load
Conventional Approach to Staggered Blowdown
y
Zones can be made on blowdown loads analysis.
Adjacent units loads shall be combined to make a reasonable total which will be the j
flare capacity.
Flare capacity shall be carefully selected taking into account the relief valve p y y g
capacities for largest individual relief and simultaneous relief.
8
C St d
 Project: Rabab Harweel Integrated Project (High Sour. H2S 6% ‐ 20%)
Case Study
j g j ( g )
 Simultaneous Blowdown Load: 90 MMSCMD (million standard cubic meters/day)
 Flare Capacity: 16.55 MMSCMD
 3.13 MMSCMD is reserved for relief valve from trunk lines.
 Effective Flare Capacity: 13 42 MMSCMDEffective Flare Capacity: 13.42 MMSCMD
 Combined Blowdown load is about 6 times the flare capacity.
 Developing an effective staggered blowdown sequence is a challenge due to 
very large combined blowdown load compared to the flare capacity.
9
C St d C ti l A h
 Making zones based on physical segregation of the units yield numerous 
Case Study: Conventional Approach
g p y g g y
zones and each zone capacity was significantly less than the effective flare 
system capacity.
 Therefore, zones were made based on blowdown loads analysis.
       d   h t t li  t   l    MMSCMD 7 zones were made each totaling to nearly 13.42 MMSCMD.
 Adding relief valve load of trunkline to each zone’s blowdown load make each 
zone’s total load equal to flare system capacity.
 Then under a plant wide blowdown situation, such as instrument air failure or p ,
power failure, all the zones shall blowdown one by one.
 Last zone start to blowdown at 84 minutes Last zone start to blowdown at 84 minutes.
10
C St d C ti l A hCase Study: Conventional Approach
11
C St d C ti l A h
 Long depressuring time           Increased Risk 
Case Study: Conventional Approach
g p g
Exceeds UPS backup time
facility cannot be safely blowdown
 Possible Solution            Increase flare capacity            More cost ($$$)
12
C St d Q i k A h
 The idea of the quicker approach lies in the fact that the peak depressuring
Case Study: Quicker Approach
q pp p p g
rate occurs in the beginning of the blowdown and then depletes exponentially.
 Depressuring rate drops to half of the peak rate in less than four (4) minutes.
13
C St d Q i k A h
 This method utilizes the maximum use of flare header capacity.
Case Study: Quicker Approach
p y
 Units to blowdown are prioritize.
 Preferential units blowdown first, followed by other units in order of priority.
 The moment the capacity becomes available in the header, next blowdown is 
kicked in.
 The last unit starts to blowdown at 45 minutes.
 About half of the blowdown time calculated by conventional zonal blowdown  About half of the blowdown time calculated by conventional zonal blowdown 
approach (84 minutes).
14
C St d Q i k A hCase Study: Quicker Approach
15
M th d l f Q i k A h
 Blowdown load of each processing unit in the facility is listed below:
Methodology of Quicker Approach
p g y
Unit Name
Peak Depressring 
Rate (MMSCMD)
Unit Name
Peak Depressring 
Rate (MMSCMD)
Inlet Separator A 5 48 Dehydration Unit‐2 1 09Inlet Separator A 5.48 Dehydration Unit 2 1.09
Inlet Separator B 5.48 HP Acid Gas Compressor‐1 0.54
Inlet Separator C 1.23 HP Acid Gas Compressor‐2 0.54
Test Separator 0.53 LP Acid Gas Compressor‐1 0.11
Condensate Stabilizer Unit 2.21 LP Acid Gas Compressor‐2 0.11
Flash Gas Compressor 1 Piping segment‐1 10.46
Trunk Line 3.13 Piping segment‐2 2.51
Sweetening Unit‐1 5.42 Piping segment‐3 3.02
Sweetening Unit‐2 5.42 Piping segment‐4 1.24
Export Gas Compressors 2.48 Piping segment‐5 2.95
Dew Point Control Unit 7 31 Piping segment 6 3 18Dew Point Control Unit 7.31 Piping segment‐6 3.18
Reinjection Compressor‐1 5.67 Seal Gas Compressor 0.18
Reinjection Compressor‐2 5.67 Seal Gas Buffer Vessel 6.53
Reinjection Compressor‐3 5.72 Fuel Gas Unit 1.71Reinjection Compressor 3 5.72 Fuel Gas Unit 1.71
Dehydration Unit‐1 2.15 Total 93.06
16
M th d l f Q i k A h
 At zero time, when the plant wide depressurization is activated by ESD system, the first set of 
Methodology of Quicker Approach
units, summing up to flare capacity, will starts to blowdown (peak‐1).
 after 2.17 minutes the blowdown load has dropped to 10.18 MMSCMD.
 Table‐01 shows that blowdown load of Reinjection compressor‐1 and HP Acid Gas 
Compressor 2 is 6 21 MMSCMD which can be safely started to blowdownCompressor‐2 is 6.21 MMSCMD which can be safely started to blowdown.
 At 2.17 minutes, blowdown 
of Reinjection compressor‐1of Reinjection compressor‐1
and HP Acid Gas Comp.‐2 
is started which raise the 
total blowdown load to total blowdown load to 
16.4 MMSCMD (peak‐2).
 Similarly, after 4.5 minutes, y, 4 5 ,
the blowdown rate falls to 
10.81 MMSCMD and from 
table‐01, Inlet Separator‐A 
can be started to blowdown 
safely (peak‐3).
17
ESD S t D i f Q i k A h
 Several Staggered Blowdown Sequences may need to be developed.
ESD System Design for Quicker Approach
gg q y p
 Fire detection in each area of the facility will need a separate staggered 
blowdown sequence as the area under fire shall be the first unit in the sequence blowdown sequence as the area under fire shall be the first unit in the sequence 
to blowdown.
 I     f    d  f il   i  i  i t t  i  f il     l t  In case of common mode failure scenarios i.e. instrument air failure or plant 
wide power failure, set of preferential units shall blowdown first.
 Thus, the ESD system shall be provided with several staggered blowdown 
sequences to deal with different emergency situations.
18
C l i
 Quicker approach reduces the total blowdown time by about 50%.
Conclusion
Q pp y 5
 Reduced risk & hazard to personal and environment.
 Do not need flare capacity enhancement. Save capital cost ($$$).
 Total blowdown time is within the UPS backup time Total blowdown time is within the UPS backup time
 Facility can be safely blowdown.
19
THE END
20

More Related Content

PDF
flare system design.pdf
PPT
Activated MDEA solution(aMDEA)
PPT
psv and pvrvdesign calculation.ppt
PDF
Energy saving in urea plant by modification in heat exchanger and process
PPT
Overpressure scenarios overview final
PDF
Use of nitrogen purge in flare and vent systems
PDF
Amine Gas Treating Unit - Best Practices - Troubleshooting Guide
PDF
Kbr[1] report
flare system design.pdf
Activated MDEA solution(aMDEA)
psv and pvrvdesign calculation.ppt
Energy saving in urea plant by modification in heat exchanger and process
Overpressure scenarios overview final
Use of nitrogen purge in flare and vent systems
Amine Gas Treating Unit - Best Practices - Troubleshooting Guide
Kbr[1] report

What's hot (20)

PPT
Ai Ch E Overpressure Protection Training
PDF
Catalyst Breakage in Reformer Tubes
PDF
Air separation units: technology on the move!
PPT
Carbon dioxide fire suppression
PPTX
Pressure Relief Valve Sizing for Single Phase Flow
PDF
Steam Reforming - Catalyst Loading
PDF
Low Temperature Shift Catalyst Reduction Procedure
PDF
Piping and Vessels Flushing and Cleaning Procedure
PPT
FIRED HEATERS .ppt
PDF
A case study on Process Condensate Stripper in Ammonia Plant by Prem Baboo.pdf
PDF
Overpressure protection
PPTX
Ammonia production from natural gas, haldor topsoe process
PPTX
Relief and blowdown in
PDF
Ammonia synthesis converter
PPT
Benfield system
PPTX
Ammonia production from natural gas.
PDF
Pressure Safety Valve Sizing - API 520/521/526
PDF
Flare System Process Design Manual - Flour Daniel
PPTX
Turbo expander compressor
Ai Ch E Overpressure Protection Training
Catalyst Breakage in Reformer Tubes
Air separation units: technology on the move!
Carbon dioxide fire suppression
Pressure Relief Valve Sizing for Single Phase Flow
Steam Reforming - Catalyst Loading
Low Temperature Shift Catalyst Reduction Procedure
Piping and Vessels Flushing and Cleaning Procedure
FIRED HEATERS .ppt
A case study on Process Condensate Stripper in Ammonia Plant by Prem Baboo.pdf
Overpressure protection
Ammonia production from natural gas, haldor topsoe process
Relief and blowdown in
Ammonia synthesis converter
Benfield system
Ammonia production from natural gas.
Pressure Safety Valve Sizing - API 520/521/526
Flare System Process Design Manual - Flour Daniel
Turbo expander compressor
Ad

Quicker Approach to Staggered Blowdown Presentation Final

  • 2. C t tContents  What is Blowdown/Depressurizationp  When Staggered Blowdown is Required  Conventional Approach to Staggered Blowdown  Case Study Case Study  Methodology of Quicker Approach Conclusion 2
  • 3. Wh t i Bl dWhat is Blowdown  What is Blowdown/Depressurizationp Blowdown is to depressurize a high pressure system, containing  hydrocarbon/toxic gases, to a low pressure level to reduce the risk of  rupture/burst in case of fire or any other emergency.p / y g y  How Blowdown is carried out Th   bj ti   f Bl d  i  t  d i  th   t  f  it  d i  The objective of Blowdown is to depressurize the system from its design  pressure to 700 kPa(g) or 50% of the system design pressure, whichever is  lower, in 15 minutes.  How Blowdown is Activated Upon detection of Fire/Gas or any other demand scenario the blowdown  valve is opened either automatically or by a push button by operator to  activate the blowdown.  When Blowdown is Required Blowdown is required when operating pressure   > 1700 kPa(g). 3
  • 4. Wh t i Bl dWhat is Blowdown 4
  • 5. Wh t i Bl dWhat is Blowdown 5
  • 6. Wh St d Bl d i R i d  Staggered Blowdown is required: When Staggered Blowdown is Required gg q  Simultaneous Blowdown load >> largest relief load  Design of flare system for simultaneous blowdown is impractical/uneconomical.  Staggered blowdown system shall be designed to restrict the flare system  design capacity (green fields)  For brown field projects staggered blowdown is an essential requirement  when the relief/blowdown load is added into existing flare system. 6
  • 7. C ti l A h t St d Bl d  Zonal Blowdown Approach Conventional Approach to Staggered Blowdown pp The conventional approach is to divide the blowdown loads into zones and  carryout the blowdown zone by zone.  Zones can be made:  based on physical separation of units. b   bi i  th  bl d  l d   f  dj t  it  t   k  th  t t l  l  by combining the blowdown loads of adjacent units to make the total zonal  blowdown load equal to flare capacity. Z  b  Ph i l S i Zones by Physical Separation  Make zones by physical segregation based on allowable radiation criteria from one  zone to another. M   ffi i     f  d bl d More efficient way of staggered blowdown.  Effective for relatively smaller facilities. 7
  • 8. C ti l A h t St d Bl d  Zones By Blowdown Load Conventional Approach to Staggered Blowdown y Zones can be made on blowdown loads analysis. Adjacent units loads shall be combined to make a reasonable total which will be the j flare capacity. Flare capacity shall be carefully selected taking into account the relief valve p y y g capacities for largest individual relief and simultaneous relief. 8
  • 9. C St d  Project: Rabab Harweel Integrated Project (High Sour. H2S 6% ‐ 20%) Case Study j g j ( g )  Simultaneous Blowdown Load: 90 MMSCMD (million standard cubic meters/day)  Flare Capacity: 16.55 MMSCMD  3.13 MMSCMD is reserved for relief valve from trunk lines.  Effective Flare Capacity: 13 42 MMSCMDEffective Flare Capacity: 13.42 MMSCMD  Combined Blowdown load is about 6 times the flare capacity.  Developing an effective staggered blowdown sequence is a challenge due to  very large combined blowdown load compared to the flare capacity. 9
  • 10. C St d C ti l A h  Making zones based on physical segregation of the units yield numerous  Case Study: Conventional Approach g p y g g y zones and each zone capacity was significantly less than the effective flare  system capacity.  Therefore, zones were made based on blowdown loads analysis.        d   h t t li  t   l    MMSCMD 7 zones were made each totaling to nearly 13.42 MMSCMD.  Adding relief valve load of trunkline to each zone’s blowdown load make each  zone’s total load equal to flare system capacity.  Then under a plant wide blowdown situation, such as instrument air failure or p , power failure, all the zones shall blowdown one by one.  Last zone start to blowdown at 84 minutes Last zone start to blowdown at 84 minutes. 10
  • 11. C St d C ti l A hCase Study: Conventional Approach 11
  • 12. C St d C ti l A h  Long depressuring time           Increased Risk  Case Study: Conventional Approach g p g Exceeds UPS backup time facility cannot be safely blowdown  Possible Solution            Increase flare capacity            More cost ($$$) 12
  • 13. C St d Q i k A h  The idea of the quicker approach lies in the fact that the peak depressuring Case Study: Quicker Approach q pp p p g rate occurs in the beginning of the blowdown and then depletes exponentially.  Depressuring rate drops to half of the peak rate in less than four (4) minutes. 13
  • 14. C St d Q i k A h  This method utilizes the maximum use of flare header capacity. Case Study: Quicker Approach p y  Units to blowdown are prioritize.  Preferential units blowdown first, followed by other units in order of priority.  The moment the capacity becomes available in the header, next blowdown is  kicked in.  The last unit starts to blowdown at 45 minutes.  About half of the blowdown time calculated by conventional zonal blowdown  About half of the blowdown time calculated by conventional zonal blowdown  approach (84 minutes). 14
  • 15. C St d Q i k A hCase Study: Quicker Approach 15
  • 16. M th d l f Q i k A h  Blowdown load of each processing unit in the facility is listed below: Methodology of Quicker Approach p g y Unit Name Peak Depressring  Rate (MMSCMD) Unit Name Peak Depressring  Rate (MMSCMD) Inlet Separator A 5 48 Dehydration Unit‐2 1 09Inlet Separator A 5.48 Dehydration Unit 2 1.09 Inlet Separator B 5.48 HP Acid Gas Compressor‐1 0.54 Inlet Separator C 1.23 HP Acid Gas Compressor‐2 0.54 Test Separator 0.53 LP Acid Gas Compressor‐1 0.11 Condensate Stabilizer Unit 2.21 LP Acid Gas Compressor‐2 0.11 Flash Gas Compressor 1 Piping segment‐1 10.46 Trunk Line 3.13 Piping segment‐2 2.51 Sweetening Unit‐1 5.42 Piping segment‐3 3.02 Sweetening Unit‐2 5.42 Piping segment‐4 1.24 Export Gas Compressors 2.48 Piping segment‐5 2.95 Dew Point Control Unit 7 31 Piping segment 6 3 18Dew Point Control Unit 7.31 Piping segment‐6 3.18 Reinjection Compressor‐1 5.67 Seal Gas Compressor 0.18 Reinjection Compressor‐2 5.67 Seal Gas Buffer Vessel 6.53 Reinjection Compressor‐3 5.72 Fuel Gas Unit 1.71Reinjection Compressor 3 5.72 Fuel Gas Unit 1.71 Dehydration Unit‐1 2.15 Total 93.06 16
  • 17. M th d l f Q i k A h  At zero time, when the plant wide depressurization is activated by ESD system, the first set of  Methodology of Quicker Approach units, summing up to flare capacity, will starts to blowdown (peak‐1).  after 2.17 minutes the blowdown load has dropped to 10.18 MMSCMD.  Table‐01 shows that blowdown load of Reinjection compressor‐1 and HP Acid Gas  Compressor 2 is 6 21 MMSCMD which can be safely started to blowdownCompressor‐2 is 6.21 MMSCMD which can be safely started to blowdown.  At 2.17 minutes, blowdown  of Reinjection compressor‐1of Reinjection compressor‐1 and HP Acid Gas Comp.‐2  is started which raise the  total blowdown load to total blowdown load to  16.4 MMSCMD (peak‐2).  Similarly, after 4.5 minutes, y, 4 5 , the blowdown rate falls to  10.81 MMSCMD and from  table‐01, Inlet Separator‐A  can be started to blowdown  safely (peak‐3). 17
  • 18. ESD S t D i f Q i k A h  Several Staggered Blowdown Sequences may need to be developed. ESD System Design for Quicker Approach gg q y p  Fire detection in each area of the facility will need a separate staggered  blowdown sequence as the area under fire shall be the first unit in the sequence blowdown sequence as the area under fire shall be the first unit in the sequence  to blowdown.  I     f    d  f il   i  i  i t t  i  f il     l t  In case of common mode failure scenarios i.e. instrument air failure or plant  wide power failure, set of preferential units shall blowdown first.  Thus, the ESD system shall be provided with several staggered blowdown  sequences to deal with different emergency situations. 18
  • 19. C l i  Quicker approach reduces the total blowdown time by about 50%. Conclusion Q pp y 5  Reduced risk & hazard to personal and environment.  Do not need flare capacity enhancement. Save capital cost ($$$).  Total blowdown time is within the UPS backup time Total blowdown time is within the UPS backup time  Facility can be safely blowdown. 19