planta de gas natural licuado
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Example of a cluster of distillation columns installed in Loberia Pisco Peru simulated by Hysys. Additionally, effects of compositions values in the bottoms and overhead products are presented, as well as comments and conclusions.TRANSCRIPT
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:
Fracción Molar Flujo MolarC2 0.004349 1.6105C3 0.648741 240.26
C2/C3 ACTIVATE
Ovhd Product Rate 677 lbmol/hr
Botms Product Rate 393.3 lbmol/hr
Top Fraction Ethane 0.965891
En los fondos:
Fracción Molar Flujo MolarC2 0.006662 2.2606C3 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:
Fracción Molar Flujo MolarC3 0.920466 220.97i-C4 0.052996 12.722n-C4 0.015589 3.7424Suma C4 0.06859 16.4644
En los fondos:
Fracción Molar Flujo MolarC3 0.269040 41.239
i-C4+n-C4 ACTIVATE
C3 ACTIVATE
Ovhd Product Rate 266.3 lbmol/hr
Botms Product Rate 127.1 lbmol/hr
En el Tope:
Fracción Molar Flujo MolarC3 0.975155 259.66i-C4 0.013803 3.6755n-C4 0.0012 0.31951Suma C4 0.015003 3.99501
En los fondos:
Fracción Molar Flujo MolarC3 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.