Purificación de dióxido de carbono emitido en las plantas de gas natural
DOI:
https://doi.org/10.19053/01217488.v9.n2.2018.7392Palabras clave:
Calentamiento global, CAPEX, Costos de inversión, Captura y uso de carbono, Simulación de procesos.Resumen
En las plantas de extracción de gas natural (GN), el dióxido de carbono (CO2) que viaja en la corriente extraída se separa y se libera a la atmósfera, acompañado de ácido sulfídrico (H2S), agua e hidrocarburos. El objetivo de esta investigación fue diseñar un proceso para purificar esta corriente de CO2, para su posterior uso en la industria alimenticia, donde el CO2 se puede usar en bebidas carbonatadas y como fluido supercrítico; requiriendo una pureza superior a 99,95% mol. Para ello, se seleccionó como caso de estudio un flujo real de 3454 ton/año de CO2 emitido por una planta de gas natural localizada en Neiva, Colombia y se simuló en ProMax. Se simularon la absorción química con metildietanolamina (MDEA), deshidratación con trietilenglicol (TEG) combinada con tamiz molecular, procesos criogénicos de Ryan Holmes y sus combinaciones. La combinación de los tres procesos permitió una recuperación de 99,95% de CO2 con una pureza del 99,99 %mol, requiriendo una inversión total de USD 412.323 o 53 USD/tCO2. Esta CO2 podría ser comercializado a valores superiores a 5000 USD/tCO2 para la industria alimenticia. Además, la combinación de los dos primeros procesos arrojó costos de 37 USD/tCO2, produciendo una pureza de CO2 de 99,85 %mol apto para otras aplicaciones.
Descargas
Referencias
Comisión de Regulación de Energía y Gas. Resolución No. 071. Reglamento Único de Transporte de Colombia. Sesión No. 324. Especificaciones de calidad del gas natural en el punto de entrada del sistema de transporte [Online], 2007. Disponible en: http://bilateralenergy.com/Reglamento%20Unico%20de%20Transporte%20de%20Gas%20Natural.pdf
A. Ahmed & M. Gavin, “Industrial Design and Optimization of CO2 Capture, Dehydration, and Compression Facilities”, Gas Processors Association Convention, Bryan Research & Engineering [Online], 2009. Disponible en: https://www.bre.com/PDF/Industrial-Design-and-Optimization-of-CO2-Capture-Dehydration-and-Compression-Facilities.pdf
Gas Processors Association, Engineering Data Book, 12a ed, Tulsa, Oklahoma, 2004.
B. Moreno, E.A. Campanella, “Simulation of the Chemical Absorption Process with Amines Solutions for Biogas Purification”, Inf. tecnol. vol. 24, pp 25-32, 2013. doi: 10.4067/S0718-07642013000100004.32. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-07642013000100004
C. Echeverry, “Estimación de la emisión de gases de efecto invernadero en el municipio de Montería (Córdoba, Colombia)”, Revista Ingenierías Universidad de Medellín vol.5. pp 85-09, julio 2006. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/rium/v5n9/v5n9a08.pdf
H.M. Ribon, N. Santos, O.P. Ortiz, “Métodos de deshidratación de gas natural”, Revista Fuentes: El Reventón Energético vol. 8, pp 55-64, julio 2010.
E.N. Aguilera, M.E. Sanchez, J.M. Ortiz, “Adsorbentes para la deshidratación de gas húmedo dulce: avances y tendencias”, Tecnología Química vol. 33, pp 47-63, enero 2013. Disponible en: http://revistas.uo.edu.cu/index.php/tq/article/viewFile/844/808
A.J. Finn, Contain Natural Resources [Online], Processing of Carbon Dioxide Rich Gas. GPA Conference. Manchester, 2014. Disponible en: http://www.costain.com/media/13020/gpa-conference-sept-20141mb.pdf.
M.J. Martínez, Deshidratación de gas natural [Online], 2011, pp 141-152. Disponible en: https://www.academia.edu/31232586/Deshidratacion_del_gas_natural_marcias_martinez.pdf?auto=download
L. Addington, C. Ness. An evaluation of General “Rules of thumb” in amine Sweetening Unit design and Operation [Online], Gas Processors Association Convention, Bryan Research and Engineering. Disponible en: http://www.eighbooks.com/lib.php?q=chemical-engineering-7th-edition-solutions-manual#!
R. Perry Robert, G. Don Green, Maloney J, Manuel del Ingeniero Químico. 7a Ed. McGraw-Hill Education, 2001, 11.4.
American Association of Cost Engineers [Online], 2015. Disponible en: http://www.aacei.org/.
N. Berghout, M. van den Broek, A. Faaij, “Techno-economic performance and challenges of applying CO2 capture in the industry”, Int. J. Greenhouse Gas Control vol. 17, pp. 259-279, September 2013. doi: 10.1016/j.ijggc.2013.04.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2013.04.022
W.D. Seider, J.D. Seader, D.R. Lewin, Product & Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Evaluation, 3rd ed., Wiley, New Jersey, 2009.
World Bank, 2017. Disponible en: http://www.worldbank.org/.
M. Netušil & P. Ditl, “Natural Gas Dehydration” in Natural Gas - Extraction to End Use, S.B. Gupta, Ed. InTech, Octubre, 2012, pp. 4-22. DOI: https://doi.org/10.5772/45802
M. Mondal, H. Balsora, P. Varshney, “Progress and trends in CO2 capture/separation technologies”, Energy vol. 46, pp. 431-441, October 2012. doi: 10.1016/j.energy.2012.08.006.441. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.08.006
S. Mamun, V.Y. Dindore, H.F. Svendsen, “Kinetics of the reaction of carbon dioxide with aqueous solutions of 2-((2-aminoethyl) amino) ethanol”, Ind. Eng. Chem. Res vol. 46, pp 385–394, December 2007. doi: 10.1021/ie060383v. DOI: https://doi.org/10.1021/ie060383v
A.A. Olajire, “CO2 capture and separation technologies for end-of-pipe applications – A review”, Energy vol. 35, pp. 2610-2628, June 2010. doi: 10.1016/j.energy.2010.02.030. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.02.030
M. Finkenrath, Cost and Performance of Carbon Dioxide Capture from Power Generation, IEA Energy Pap. (2011) 51. doi:10.1002/ceat.201100444. DOI: https://doi.org/10.1002/ceat.201100444
A. Meisen, X. Shuai, “Research and development issues in CO2 capture”, Energy Convers. Manag. Vol. 38, pp. S37-S42, 1997. Doi: 10.1016/S0196-8904(96)00242-7. DOI: https://doi.org/10.1016/S0196-8904(96)00242-7
