Mejorando el Tratamiento de Gas de Antorcha: Una Evaluación Sistemática de Enfoques de Doble Etapa (Amina, CO Supercrítico) e Híbridos Usando HYSYS
Autores: Mohammed, Sulafa Abdalmageed Saadaldeen; Elraies, Khaled; Alameen, M. Basheer; Awad, Mohammed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando el Tratamiento de Gas de Antorcha: Una Evaluación Sistemática de Enfoques de Doble Etapa (Amina, CO Supercrítico) e Híbridos Usando HYSYS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Gas asociado
Emisiones de gases de efecto invernadero
Recursos de hidrocarburos
Dióxido de carbono supercrítico
Tratamiento de gas de antorcha
Eliminación de gases ácidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La quema de gas asociado en las operaciones de petróleo y gas contribuye significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero y representa una pérdida de valiosos recursos hidrocarburíferos. Aunque la absorción de aminas se aplica ampliamente para la eliminación de gases ácidos, el uso de dióxido de carbono supercrítico (sc-CO) para el tratamiento de gas de antorcha sigue siendo en gran medida inexplorado, a pesar de su probada selectividad por los hidrocarburos en otras industrias, como la extracción de productos naturales y el procesamiento de polímeros. Los métodos convencionales de tratamiento de gas de antorcha enfrentan compensaciones: la absorción de aminas logra una alta eficiencia en la eliminación de gases ácidos, pero ofrece una selectividad limitada para hidrocarburos más pesados, mientras que la extracción de sc-CO permite una recuperación eficiente de hidrocarburos más altos, pero no elimina completamente los gases ácidos. Este estudio aborda estas lagunas al evaluar tres configuraciones de tratamiento de gas de antorcha en dos etapas: absorción de aminas en dos etapas, absorción de sc-CO en dos etapas y una hibridación de sc-CO seguida de absorción de aminas, utilizando simulaciones de Aspen HYSYS V12.1, considerando procesos de reciclaje en cada caso. El proceso de sc-CO en dos etapas logró casi una recuperación completa de hidrocarburos (100%) y una eliminación completa de HS, pero el CO permaneció en concentraciones elevadas en el gas tratado. El proceso de aminas en dos etapas eliminó completamente el CO y el HS, aunque con una mayor demanda de energía para la regeneración del solvente. La configuración híbrida combinó las ventajas de ambos enfoques, logrando una eliminación completa de HS, una recuperación del 100% de hexano, una recuperación del 95.02% de metano y una drástica reducción en la concentración de CO (a 0.0012 de fracción molar). Estos resultados demuestran que la integración de sc-CO con la absorción de aminas resuelve la compensación entre la selectividad de hidrocarburos y la eliminación de gases ácidos, estableciendo un camino técnicamente viable para la utilización de gas de antorcha con potencial aplicación en estrategias de gas a líquidos (GTL) y gestión de carbono.
Descripción
La quema de gas asociado en las operaciones de petróleo y gas contribuye significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero y representa una pérdida de valiosos recursos hidrocarburíferos. Aunque la absorción de aminas se aplica ampliamente para la eliminación de gases ácidos, el uso de dióxido de carbono supercrítico (sc-CO) para el tratamiento de gas de antorcha sigue siendo en gran medida inexplorado, a pesar de su probada selectividad por los hidrocarburos en otras industrias, como la extracción de productos naturales y el procesamiento de polímeros. Los métodos convencionales de tratamiento de gas de antorcha enfrentan compensaciones: la absorción de aminas logra una alta eficiencia en la eliminación de gases ácidos, pero ofrece una selectividad limitada para hidrocarburos más pesados, mientras que la extracción de sc-CO permite una recuperación eficiente de hidrocarburos más altos, pero no elimina completamente los gases ácidos. Este estudio aborda estas lagunas al evaluar tres configuraciones de tratamiento de gas de antorcha en dos etapas: absorción de aminas en dos etapas, absorción de sc-CO en dos etapas y una hibridación de sc-CO seguida de absorción de aminas, utilizando simulaciones de Aspen HYSYS V12.1, considerando procesos de reciclaje en cada caso. El proceso de sc-CO en dos etapas logró casi una recuperación completa de hidrocarburos (100%) y una eliminación completa de HS, pero el CO permaneció en concentraciones elevadas en el gas tratado. El proceso de aminas en dos etapas eliminó completamente el CO y el HS, aunque con una mayor demanda de energía para la regeneración del solvente. La configuración híbrida combinó las ventajas de ambos enfoques, logrando una eliminación completa de HS, una recuperación del 100% de hexano, una recuperación del 95.02% de metano y una drástica reducción en la concentración de CO (a 0.0012 de fracción molar). Estos resultados demuestran que la integración de sc-CO con la absorción de aminas resuelve la compensación entre la selectividad de hidrocarburos y la eliminación de gases ácidos, estableciendo un camino técnicamente viable para la utilización de gas de antorcha con potencial aplicación en estrategias de gas a líquidos (GTL) y gestión de carbono.