Simulación y optimización de una planta de separación y estabilización de gas y condensados



Título del documento: Simulación y optimización de una planta de separación y estabilización de gas y condensados
Revista: Tecnología, ciencia, educación
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000333997
ISSN: 0186-6036
Autors: 1
1
Institucions: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Química, México, Distrito Federal. México
Any:
Període: Ene-Jun
Volum: 24
Número: 1
Paginació: 66-75
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español El objetivo de una batería de separación y estabilización de gas es recibir una corriente multifase de hidrocarburos y producir tres corrientes de proceso: una de gas (compuesta por C1-C3 más gases incondensables), una de líquidos condensados de gas (normalmente C3-C6+) y una corriente de agua. La batería debe también preparar las corrientes de gas y condensados para su posterior transporte en ducto. A pesar de que el fundamento físico del proceso es relativamente simple, el diseño y operación de estas plantas plantea un reto técnico-económico importante. Para asegurar el desempeño adecuado del proceso es necesario establecer la relación óptima entre el volumen de condensados y el volumen de gas que se puede recuperar. Esta relación óptima de separación es una función de costos que está sujeta a restricciones diversas, por ejemplo, los condensados de gas forman la corriente de mayor valor económico y el volumen recuperado aumenta al incrementar la presión a la cual se lleve a cabo la separación. Sin embargo, presiones altas involucran mayores riesgos de operación y costos de diseño. Asimismo, el volumen de gas está sujeto a las cuotas de producción requeridas en etapas subsecuentes del proceso, donde el gas se usa, ya sea como gas combustible o como materia prima en Refinación y Petroquímica. Adicionalmente, el potencial térmico del gas está influenciado por las cantidades de C3 y C4 que permanecen en fase gaseosa, de manera que una mayor recuperación de condensados en fase líquida puede producir una corriente de gas de baja calidad. En este trabajo se llevó a cabo la simulación de un proceso de separación y estabilización de gas como primera etapa de optimización. El modelo de simulación se construyó usando mediciones cromatográficas y datos históricos de un proceso. Con ello se identificó el punto normal de operación y la eficiencia actual del proceso. Para determinar los límites de operación del proceso, se
Resumen en inglés The objective of a separation and stabilisation train is to receive a multiphase hydrocarbon stream and separate it into three output streams: a gas stream mainly composed by C1 to C3 plus other noncondensable gases, a condensate stream normally composed by C3 to C6+ fractions, and an aqueous stream. This processing train is also designed to prepare the gas and condensate streams for its later transport through pipelines to other processing plants. Even though the fundamentals of the process are well understood and relatively simple, the design and operation of these plants present an important challenge. To ensure the optimum performance of the process it is required to determine the best relationship between the volume of condensate and the volume of gas that is recovered. This optimum relationship is a function of cost that it is subjected to several restrictions. For instance, the condensate stream has the higher economic value and the recovered volume increases with the pressure at which the separation takes place. However, higher pressures involve operational risks and higher design costs. Additionally, the gas volume to be recovered depends on the production targets that have to be met in downstream plants where the gas can be used as fuel gas or as raw material in petrochemical plants. Equally important is that the thermal potential of the gas is influenced by the amount of C3 and C4 fractions on the gas, so that a higher condensate recovery can also produce a gas stream of lower quality. This paper presents the results of an optimization carried out in a gas plant. The first step on the optimisation was the building up of a simulation model of the whole separation and stabilisation process using chromatographic data and historic data of an existing process. Based on these data, the normal operating conditions were defined and used to calculate the actual efficiency of the separation process. Additional simulation work was carried out to study the ef
Disciplines Química
Paraules clau: Ingeniería química,
Procesamiento de gas,
Condensación,
Modelos de simulación,
Programación cuadrática sucesiva
Keyword: Chemistry,
Chemical engineering,
Gas processing,
Condensation,
Simulation models,
Successive quadratic programming
Text complet: Texto completo (Ver PDF)