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Tecnol. Ciencia Ed. (IMIQ) 21(1): 34-43, 2006


Optimización de una torre de absorción en una planta de endulzamiento
de gas natural







Wilberth Gibrán Santa-Cruz, Juan Daniel Pacho-Carrillo"



Departamento de lngenieria de Sistemas de Proceso, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Av. Juárez
421, Cd. Industrial, 97288 Mérida, Yucatán, México. Correoelectrónico (e-mail): jpacho@tunku.uady.mx




RESUMEN


Se determinaron las condiciones óptimas en las que una columna de absorción debe operar al procesar 25,437,464 m3d-1 (900 MMSCFD) de gas amargo en una planta de endulzamiento de gas natural, buscando minimizar la cantidad de dietanolamina que se requiere para el proceso, lo cual significa un ahorro en los costos de operación de latorre. Estas condiciones se alcanzaron mediante la aplicación de diferentes estrate- gias de simulación y optimización. En primera instancia se llevaron a cabo búsquedas unidimensionales mediante casos de sensibilidad con los que se obtuvieron parámetros adecuados de funcionamiento en la columna de absorción. Posteriormente, se implementaron diferentes métodos de optimización, como SQP,BOX y MlXED, para completar la búsqueda multidimensional sobre las regiones determinadas previa- mente y poder comparar las condiciones óptimas encontradas. Estas estrategias y métodos fueron desarrollados con la ayuda de simuladores comerciales (Aspen HYSYS 3.2 y PROU 7.0). Como resultado de esta búsqueda se determinó que las condiciones óptimas fueron: 26.6°C,
8066kPa y 22829 m3/d deetanolamina.





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Palabras clave: Endulzamiento, gas amargo, optimización, si- mulación de procesos
Keywords: Sour gas, sweetening, optimization, process simulation





• Autor a quien debe enviarse la correspondencía
(Recibido: Agosto 8, 2005, Aceptado: Enero 30, 2006)
INTRODUCCIÓN

l gas natural que se produce en la Sonda de Cam- peche, contiene como mayor impureza sulfuro dehidrógeno, que es un gas tóxico y corrosivo y es consi- derado como una de las principales fuentes de proble- mas ambientales tales como la lluvia ácida. Para poder
usar este combustible cumpliendo con la normatividad ambiental existente, se necesita reducir a niveles muy bajos su concentración en las corrientes de gas que se mandan a centros de producción o para aplicaciones de procesamientosecundario en plantas petroquimicas.
Normalmente el H2S se elimina de las corrientes ga- seosas en una secuencia de absorción y lavado usando soluciones acuosas de etanol aminas en un proceso conocido como endulzado.
Recientemente, se han realizado estudios en los que se analizan los diversos factores que afectan a los pa- rámetros operativos de las plantas de endulzamiento de gas natural.Algunos de estos estudios indican que
la corrosión que surge por las altas temperaturas en las que se encuentran las aminas, repercute en cam- bios en las variables de operación en la planta (Aroua y col., 2002; Benamor y Aroua, 2005; Dindore y col.,
2005; Nadhir y col., 2001; Sivasubramanian y col.,
2003). Otros estudios se han centrado en el análisis
de opciones de reducción de laspérdidas de las dietanolaminas usadas durante el procesamiento de gas amargo ya que esto afecta directamente a los cos- tos de operación así como a las condiciones en las que normalmente opera una planta endulzadora (Stewart y Lanning, 1994 a, b).

En la mayor parte de estos estudios se emplean si-
::culadores comerciales, entre los que destacan
TSWEET, HYSYS, PROTREAT, PROIJ(Freguia y Rochelle, 2003). Gracias a estos programas se pueden predecir condiciones de operación que normalmente tardarían un tiempo notable en establecerse a través de b experiencia de operación. El mayor número de estu- chas hechos con estos programas se refieren a la opti- mización de los costos de operación, la determinación de las concentracionesadecuadas de amina y la defini- ción del tipo...