Planta De Gas Natural Licuado

PLANTA DE GAS NATURAL LICUADO DESCRIPCIÓN GENERAL Se especifica la primera columna de-metanizadora (Demethanizer Column)

Se define primero el flujo molar que sale por el tope (Ovhd Prod Rate). Luego que la columna converja especificamos la fracción molar de Metano en el tope con el nombre de Comp Fraction y la activamos, a la vez desactivando la especificación de flujo en el tope de la columna. Luego especificamos la segunda columna de-etanizadora (Deethanizer Column)

En este caso se definen la razón de reflujo (Reflux Ratio), el flujo molar del vapor en el tope (Ovhd Vap Rate) y el flujo molar en el destilado (Distillate Rate). Luego que la columna converja desactivamos la especificación Ovhd Vap Rate y activamos la especificación C2/C3 que definía la relación de Etano y Propano en los Fondos.

Finalmente especificamos la columna de-propanizadora (Depropanizer Column)

Definimos la Razón de Reflujo (Relux Ratio) y el Flujo Molar de Destilado (Distillate Rate). Luego de que la columna converja activamos dos especificaciones: La primera que la cantidad de butanos no supere el 1.5% molar en el destilado, y la segunda que el Propano en los fondos tenga no supere el 2% molar. Desactivamos las dos especificaciones iniciales y la columna, así como todo el proceso, presenta una solución.

RESULTADOS

Flowsheet del Proceso de Licuación de Gas Natural

Tabla de valores de Corrientes de Energía

Composición en las Corrientes

Parámetros en las Corrientes

COMPARACIÓN DE ESPECIFICACIONES DEMETHANIZER COLUMN Ovhd Product Rate

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

2950 lbmol/hr

Botms Product Rate

1100 lbmol/hr

Top Fraction Methane

0.969631

Bottom Fraction Methane 0.000033 Comp Fraction

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

2980 lbmol/hr

Botms Product Rate

1070 lbmol/hr

Top Fraction Methane

0.96

Bottom Fraction Methane 0.000013 DEETHENIZER COLUMN Ovhd Product Rate

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

700 lbmol/hr

Botms Product Rate

370.3 lbmol/hr

Top Fraction Ethane

0.935605

En los fondos:

C2 C3

Fracción Molar 0.004349 0.648741

C2/C3

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

677 lbmol/hr

Flujo Molar 1.6105 240.26

Botms Product Rate

393.3 lbmol/hr

Top Fraction Ethane

0.965891

En los fondos:

C2

Fracción Molar 0.006662

Flujo Molar 2.2606

C3

0.666611 262.21 DEPROPANIZER COLUMN

Reflux Ratio

ACTIVATE

Distillate Rate

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

240.1 lbmol/hr

Botms Product Rate

153.3 lbmol/hr

En el Tope:

C3 i-C4 n-C4 Suma C4

Fracción Molar 0.920466 0.052996 0.015589 0.06859

Flujo Molar

Fracción Molar 0.269040

Flujo Molar

220.97 12.722 3.7424 16.4644

En los fondos:

C3

i-C4+n-C4

ACTIVATE

C3

ACTIVATE

Ovhd Product Rate

266.3 lbmol/hr

Botms Product Rate

41.239

127.1 lbmol/hr

En el Tope:

C3 i-C4 n-C4 Suma C4

Fracción Molar 0.975155 0.013803 0.0012 0.015003

Flujo Molar

Fracción

Flujo Molar

259.66 3.6755 0.31951 3.99501

En los fondos:

C3

Molar 0.020016

2.5433

CONCLUSIONES

REBOILED ABSORBER

•

En la primera columna observamos que especificando un valor de composición de uno de los componentes en el producto dejamos de limitar la producción. En primera instancia definíamos cuánto flujo tenía que salir por la columna, sin embargo no especificábamos las composiciones de salida de este producto.

•

Al disminuir la concentración de metano en el Producto de Tope (Overhead Product) se obtuvo mayor cantidad de producto. A la vez, se obtuvo menor cantidad de Producto en los fondos a una menor concentración de Metano.

•

Esto cambio en las especificaciones originó un aumenta en la demanda de calor en el Reboiler de la columna. Con la especificación de flujo molar se requería 3817 HP, por lo contrario, con la especificación de la concentración de Metano se requiere 3934 HP.

DEETHENIZER COLUMN

•

Al definir la relación de Componentes (Relación de Etano y Propano) en los fondos de 1 a 10 se logró obtener un mayor producto por los fondos (393.3 lbmol/hr > 370.3 lbmol/hr). Además, esto significó un aumento en la concentración de Etano (0.006662 >0.004349) en los fondos.

•

El producto en el Tope disminuyó; sin embargo, se logró con dicho cambio una mayor fracción molar de Etano (0.965891 > 0.935605), lo cual era nuestra mayor preocupación.

•

La menor cantidad de Producto en el Tope con respecto a la anterior especificación genera un menor requerimiento de calor en el Condensador Parcial (2547 HP < 2760 HP).

•

El uso de un Condensador Total requeriría un mayor aumento de energía removida (3530 HP > 2547 HP) debido a la cantidad de energía que nuestro proceso tendrá que remover para condensar totalmente la corriente rica en Etano.

•

La mayor cantidad de volátiles presentes en los fondos con respecto a la anterior especificación genera un menor requerimiento de calor que entrega el Reboiler (4124 HP < 4382 HP).

DEPROPANIZER COLUMN

•

Con las nuevas especificaciones se disminuyó grandemente la cantidad de butanos en el producto de Tope (3.99501 lbmol/hr < 16.4644 lbmol/hr ), así como la cantidad de propano en los fondos (2.5433 lbmol/hr < 41.239 lbmol/hr).

•

El resultado fue la obtención de mayor concentración de propano en el tope (0.975155 > 0.920466), logrando también mayor cantidad de producto en el tope (266.3 lbmol/hr > 240.1 lbmol/hr).

•

Este cambio favoreció grandemente nuestras especificaciones en los productos. Sin embargo, esto requirió mayor demanda de energía en el condensador total (1661 HP > 1086 HP) y a la vez mayor demanda de calor en el Reboiler (1426 HP > 804 HP). Esto genera un impacto en la Economía del Proceso.

•

El condensador total en la columna de-propanizadora, a pesar de ser total, demandó menor cantidad de remoción de energía (1661 HP < 2547 HP). Esto se debe a que el etano es mucho más volátil que el propano y para pasar a la fase líquida necesita gran remoción de energía.