Tratamiento por adsorción del gas natural asociado para el uso como combustible en turbinas de gas

Abstract

En este trabajo de tesis se diseña un sistema de endulzamiento por adsorción con tamiz molecular, que permite procesar gas natural asociado de un bloque petrolero del oriente ecuatoriano y obtener combustible con especificaciones de calidad para su uso en turbogeneradores. Se empieza describiendo las principales tecnologías para endulzar gases ácidos y presentando los fundamentos teóricos de los procesos de adsorción. Se cierra el capítulo 2 con la presentación de los simuladores Aspen Adsorption y Aspen HYSYS. En el capítulo 3 se realiza un análisis técnico-económico preliminar de las principales tecnologías para remoción de CO2, encontrándose que, la adsorción por tamices moleculares es la mejor opción para esta aplicación. El diseño, simulación y análisis del proceso de adsorción se realiza con el software Aspen Adsorption, y el diseño y simulación del sistema de tratamiento se realiza con el software Aspen HYSYS. En el capítulo 4 se diseñan los equipos mayores del sistema de tratamiento y se evalúa la factibilidad técnica de su implementación. También se logra verificar que con la implementación del presente proyecto se reducirán de manera importante las emisiones de gases de efecto invernadero. En el capítulo 5 se realiza la evaluación económica del proyecto, encontrándose que la tecnología de adsorción por tamices moleculares es rentable para reducir el contenido de CO2 del gas natural asociado, hasta una concentración del 10% para su uso como combustible en turbinas de gas.

In this thesis, an adsorption sweetening system is designed with molecular sieve, which allows to process associated natural gas of an Ecuador’s oilfield and obtain quality fuel for use in turbogenerators. This investigation begins by describing the main technologies to sweeten acid gases and presenting a theoretical basis of adsorption processes. Chapter 2 closes with the presentation of the Aspen Adsorption and Aspen HYSYS simulators. In Chapter 3 a preliminary technical-economic analysis of the main technologies for CO2 removal is carried out, finding that adsorption by molecular sieves is the best option for this application. The design, simulation and analysis of the adsorption process is made with the Aspen Adsorption software, and the design and simulation of the treatment system is made with the Aspen HYSYS software. In Chapter 4, the major equipments of the treatment system is designed and its technical feasibility is evaluated. In addition, with the implementation of this project, greenhouse gas emissions will be reduced. In Chapter 5, the project economic evaluation is carried out, which shows the molecular sieve adsorption technology is feasible to reduce the CO2 content of associated natural gas up to 10%, to levels suitable for use as fuel in gas turbines.