Tren de Fraccionamiento y Planta de Deshidratación

TREN DE FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL
DESCRIPCIÓN
En el proceso a simular a continuación se utiliza un tren de tres columnas separadoras

que utilizan como materia prima dos corrientes con un cierto contenido de
hidrocarburos saturados. En la primera se obtiene un gas natural de alto contenido en
metano; en la segunda se obtienen dos productos en forma de vapor y líquido
enriquecidos en etano y en la tercera se obtienen dos productos líquidos concentrados, el
uno en propano y el otro en los hidrocarburos mas pesados. La primera columna es un
absorbedor con rehervidor, la segunda es una columna de destilación con condensador
parcial y la tercera es una columna con condensador total.
OBJETIVO
Simular una planta que transforma dos corrientes de gas natural en varios productos
hidrocarbonados enriquecidos en alguno de ellos.
DATOS INICIALES DE SIMULACIÓN
1. Abra un nuevo caso y defina el siguiente paquete fluido
a) Ecuación: Peng Robinson

b) Componentes: N2, CO2, C1 al C8
c) Unidades: Field
2. Instale dos corrientes de flujo con los siguientes Datos:
Corriente: F1 Corriente: F2
Componente Fracción molar Componente Fracción molar
N2 0.0025 N2 0.0057
CO2 0.0048 CO2 0.0029
C1 0.7041 C1 0.7227
C2 0.1921 C2 0.1176
C3 0.0706 C3 0.0750
i-C4 0.0112 i-C4 0.0204
n-C4 0.0085 n-C4 0.0197
i-C5 0.0036 i-C5 0.0147
n-C5 0.0020 n-C5 0.0102
n-C6 0.0003 n-C6 0.0037
n-C8 0.0002 n-C8 0.0047
n-C9 0.0001 n-C9 0.0027
CONDICIONES CONDICIONES
Temperatura -139 ºF Temperatura -120 ºF
Presión 330 psia Presión 992 psia
Flujo Molar 3575 lbmol/hr Flujo Molar 475 lbmol/hr
3. Instalar una corriente de Calor con un Flujo de calor : 2e6 BTU/hr
4. instalar una columna Desmetanizadora (Reboiled absorber) con los siguientes datos
 La torre cuenta con 10 platos
 La corriente F1 debe entrar por cabeza
 La corriente F2 debe entrar por el plato Nº 2
 La corriente de Calor debe entrar por el plato Nº 4
 La presión de la cabeza es de 330 psia
 La presión del reboiler es de 335 psia
 La temperatura de cabeza es de -126.4 ºF
 La temperatura del Reboiler es de 80.60 ºF
 En la opción Monitor colocar en Ovhd Prod Rate el dato de 2950 lbmol/hr
Aunque la columna convergió, no es práctico especificar flujos porque pueden esultar

columnas que no pueden converger o que producen corrientes de productos cn
propiedades indeseables si cambian las condiciones del alimento. Una alternativa es
especificar o concentraciones o recuperaciones de componentes para las corrientes de
producto de la columna.
Para cambiar la configuración de la torre se desea introducir ciertas especificaciones, las

cuales se detallan para cada una de las torres.
Continuando con la simulación se desea que en el plato número 1 el fljo este en estado
vapor y además se desea obtener alrededor de 96% de metano para realizar esto se
deben realizar los siguientes pasos:
a) Haga clic sobre la página “Specs” de la pestaña “Design” de la ventana de

propiedades de la columna
b) Presione el botón “Add” en el grupo “Column Specifications” para crear una nueva
especificación
c) Seleccione la opción “Column Component Fractions” que aparece dentro del grupo
“Column Specification Types” en la ventana desplegada y presione el botón “Add
Specs” que aparece en la parte inferior
d) Para introducir una especificación de 0.96 como fracción mol en la corriente de vapor
que sale de la primera etapa de la columna, llene la ventana desplegada de la siguiente
manera:
 Stage: 1_Main TS
 Phase: Vapor
 Spec Value: 0.96
 Components: Metano
Abra la página “Monitor” y desactive la especificación “Ovhd Prod Rate” y active la

especificación “Component Fraction” creada. La columna debe converger.
La corriente de fondo de la primera torre denominada “F3” debe pasar por una bomba y
elevar su presión a 405 psia
Instale la columna desetanizadora, haciendo doble clic sobre el icono “Distillation
Column” que se encuentra en la paleta de objetos. Esta columna opera a 2760 kPa,
contiene 14 etapas de equilibrio y su objetivo es producir un producto de fondo que
contenga etano en una relación de 0.01 con respecto al propano. Introduzca la siguiente
información:
 La torre de destilación es parcial

 La corriente F4 debe entrar por el plato Nº6
 La presión del condensador es de 395 psia
 El diferencial de condensador de la torre es de 5 psi
 La temperatura del condensador es de 25ºF
 A temperatura del Reboiler es de 200 ºF
En la opción Monitor introducir los siguientes datos:
 Reflux Ratio: 2.5

 Ovhd Vap Rate: 700 lbmol/hr
 Distillate Rate: 0 lbmol/hr
Abra la página “Specs” y presione el botón “Add” para crear una nueva especificación
Seleccione la opción “Column Component Ratio” como el tipo de especificación e

introduzca la siguiente información
 Name: C2/C3
 Stage: Reboiler
 Spec Value: 1e-2
 Numerator: Etano
 Denominador: Propano
En la página “Monitor” desactive la especificación “Ovhd Vap Rate” y active la

especificación “C2 / C3” creada. La simulación debe converger porque se ha
especificado completamente.
Instale una válvula con el objeto de reducir la presión de la corriente F5 a 245 psia antes
de alimentar a la columna despropanizadora.
Instale la columna despropanizadora, haciendo doble clic sobre el icono “Distillation

Column” que se encuentra en la paleta de objetos. Esta columna opera a 1520 kPa,
contiene 24 etapas de equilibrio. Se buscan dos objetivos con esta columna. El primero
es producir un producto de cabeza que no contenga mas del 1.5 % molar de i-C4 y n-C4,
y el segundo es que la concentración de propano en el producto de fondo debe ser
menor que 2 % molar. Con los siguientes Datos:
 La torre de destilación es total

 La corriente F6 debe entrar por el plato Nº11
 La presión del condensador es de 230 psia
 El diferencial de condensador de la torre es de 5 psi
En la página monitor introducir los siguientes datos:
 Distillate Rate: 529.1 lbmol/hr

 Reflux Ratio: 1
Luego añadir las siguientes Especificaciones:
COLUMN COMPONENT FRACTION
 Name: i-C4+n-C4
 Stage: Condenser
 Spec Value: 1.5e-2
 Components: i-Butano
n-Butano
COLUMN COMPONENT FRACTION 2
 Name: C3
 Stage: Reboiler
 Spec Value: 2e-2
 Components: Propano
Destikeamos Reflux Ratio y Distillate Rate

Y tickeamos i-C4+n-C4 y C3
PLANTA DE DESHIDRATACIÓN DE GAS NATURAL UTILIZANDO TEG

INTRODUCCIÓN:
Una planta de deshidratación tiene la finalidad de eliminar los vapores compuestos de

agua del gas natural para aumentar el poder calorifico de este, y además de dearlo con
las condiciones adecuadas para que el gas natural pueda ser transportado de manera
eficiente y segura sin tener contratiempos por la formación de hidratos que causan los
vapores de agua en el gas natural.
OBJETIVO
Simular una planta de Deshidratación de Gas Natural para entender su funcionamiento:
DATOS INICIALES DE SIMULACIÓN
1. Abra un nuevo caso y defina el siguiente paquete fluido
a) Ecuación: Peng Robinson

b) Componentes: N2, CO2, H2S, C1 – C5, H2O, TEGlycol
c) Unidades: Field
2. Los datos se colocaran según el gráfico, las corrientes de flujo que debe crear el
usuario se muestran a continuación:
GAS ALIMENTACIÓN
COMPONENTES AGUA AGUA 2
NATURAL TEG-GLICOL
N2 0.0018 0 0 0
CO2 0.0284 0 0 0
H2S 0.0115 0 0 0
C1 0.8988 0 0 0
C2 0.0329 0 0 0
C3 0.0148 0 0 0
i-C4 0.0059 0 0 0
n-C4 0.0030 0 0 0
i-C5 0.0010 0 0 0
n-C5 0.0009 0 0 0
H2O 0.0005 1 0.0096 1
TEGlycol 0.0005 0 0.9904 0
CONDICIONES
Temperatura ºF 86 118.40 120 294.26
Presión Psia 1334.3 1334.3 917.36 14.837
Flujo Molar 1098.1 1.1023 7.5882 0.20
lbmol/hr
DATOS DE LAS TORRES DE DESTILACIÓN

1RA TORRE DEL PROCESO: (Absorber)
 Top Stage Inlet: ALIMENTACIÓN TEG-GLICOL

 Bottom Stage Inlet: GAS DE ALIMENTACIÓN
 Num. Stages: 8
 Top Stage Pressure: 897.8 psia
 Bottom stage Pressure: 899.2 psia
2DA TORRE DEL PROCESO: (Distillation -column) Tipo Full Reflujo
 InletStreams: TEG A STRIPPER por el Condensador

 Num Stages: 1
 Presión del condensador: 14.7 psia
 Presión del Reboiler: 14.7 psia
ESPECIFICACIONES:
Column temperature:
 Stage: Condenser
 Spec Value: 215.6 ºF
Column temperature 2:
 Stage: Reboiler
 Spec Value: 401 ºF

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TREN DE FRACCIONAMIENTO DEL GAS NATURAL

En el proceso a simular a continuación se utiliza un tren de tres columnas separadoras

DATOS INICIALES DE SIMULACIÓN

1. Abra un nuevo caso y defina el siguiente paquete fluido

a) Ecuación: Peng Robinson

2. Instale dos corrientes de flujo con los siguientes Datos:

3. Instalar una corriente de Calor con un Flujo de calor : 2e6 BTU/hr

Aunque la columna convergió, no es práctico especificar flujos porque pueden esultar

Para cambiar la configuración de la torre se desea introducir ciertas especificaciones, las

a) Haga clic sobre la página “Specs” de la pestaña “Design” de la ventana de

Abra la página “Monitor” y desactive la especificación “Ovhd Prod Rate” y active la

 La torre de destilación es parcial

En la opción Monitor introducir los siguientes datos:

 Reflux Ratio: 2.5

Seleccione la opción “Column Component Ratio” como el tipo de especificación e

En la página “Monitor” desactive la especificación “Ovhd Vap Rate” y active la

Instale la columna despropanizadora, haciendo doble clic sobre el icono “Distillation

 La torre de destilación es total

En la página monitor introducir los siguientes datos:

 Distillate Rate: 529.1 lbmol/hr

Luego añadir las siguientes Especificaciones:

COLUMN COMPONENT FRACTION

COLUMN COMPONENT FRACTION 2

Destikeamos Reflux Ratio y Distillate Rate

PLANTA DE DESHIDRATACIÓN DE GAS NATURAL UTILIZANDO TEG

Una planta de deshidratación tiene la finalidad de eliminar los vapores compuestos de

Simular una planta de Deshidratación de Gas Natural para entender su funcionamiento:

DATOS INICIALES DE SIMULACIÓN

1. Abra un nuevo caso y defina el siguiente paquete fluido

a) Ecuación: Peng Robinson

DATOS DE LAS TORRES DE DESTILACIÓN

 Top Stage Inlet: ALIMENTACIÓN TEG-GLICOL

2DA TORRE DEL PROCESO: (Distillation -column) Tipo Full Reflujo

 InletStreams: TEG A STRIPPER por el Condensador

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