Análisis de las simulaciones del proceso de deshidratación del gas natural con Aspen Hysys y Aspen Plus

Analysis of simulations of the natural gas dehydration process with Aspen Hysys and Aspen Plus

El gas natural ha tomado un rol estratégico importante en el suministro de energía a nivel mundial como consecuencia de la creciente demanda global de energía. El agua es probablemente el componente indeseable más común en el gas natural no tratado ya que su presencia puede ocasionar la formación de hidratos y problemas de corrosión. Debido a las potenciales consecuencias costosas, el gas debe ser sometido a procesos de acondicionamiento a fin de alcanzar las especificaciones requeridas para su venta, transporte hacia los centros de distribución y consumo final. En los últimos años, la simulación de procesos está jugando un papel muy importante en la industria del gas y petróleo como una herramienta adecuada y oportuna para el diseño, caracterización, optimización y monitoreo del funcionamiento de procesos industriales. En el presente trabajo se describe el desarrollo de dos simulaciones estacionarias del proceso de deshidratación de gas natural por absorción con trietilenglicol (TEG), empleando los simuladores comerciales de procesos Aspen HYSYS V8.3 y Aspen PLUS V8.2. La composición del gas natural, la configuración del proceso y las condiciones de operación empleadas en los cálculos y la simulación son típicas de los yacimientos y plantas de acondicionamiento de la provincia de Salta (Argentina).

1. Introducción 

En los últimos siglos, los combustibles fósiles han sido esenciales para el crecimiento económico global, como fuentes primarias de energía. Las tendencias en el uso de cierto tipo de energéticos son determinadas por los avances tecnológicos para obtener nuevas fuentes de energía o para mejorar aquellas ya disponibles, en función de parámetros de abundancia, eficiencia, costos y factores recientes, como los aspectos medio ambientales [1]. El siglo XX fue llamado el siglo del petróleo, ya que desde entonces y aún en la actualidad es la principal fuente de energía que permite el desarrollo y la expansión de la economía global. Sin embargo, las continuas fluctuaciones e incertidumbres en el precio del petróleo junto con la significativa disminución en sus reservas, así como la nueva actitud medio ambiental adoptada por parte de muchos gobiernos de distintos países, ha inducido a intensificar la exploración de un combustible más limpio y económico como el gas natural. El gas natural el combustible fósil que ha tomado un rol estratégico valioso en el suministro de energía a nivel mundial debido a la creciente demanda global de energía [2] [3]. 

El gas natural es una mezcla gaseosa de hidrocarburos, formada principalmente de metano, etano, propano y butano; pero comúnmente incluye algunas impurezas tales como agua, dióxido de carbono, nitrógeno, sulfuro de hidrógeno y trazas de hidrocarburos condensables más pesados. Para asegurar una operación eficiente y evitar inconvenientes en el transporte y procesamiento del gas natural, las impurezas deben ser eliminadas [3]. 

El gas natural por lo general contiene agua, en forma líquida y/o vapor, desde pozo y/o como resultado del proceso de endulzamiento con una solución acuosa. La experiencia operativa y la ingeniería han demostrado que es necesario reducir y controlar el contenido de agua de gas para asegurar un procesamiento y transporte seguro. El agua es probablemente el componente indeseable más común que se encuentra en el gas natural no tratado. Su presencia puede ocasionar obstrucciones y dificultades de importancia en los gasoductos, válvulas o equipos, entorpeciendo o incluso deteniendo el flujo de gas por las líneas de transmisión debido a la formación de hidratos. Por otra parte, la presencia simultánea de H2O, CO2 y H2S en el gas puede originar problemas de corrosión o erosión en las tuberías y equipos [4].