7/23/2019 Trabajo de Simulacion de Reservorios

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I. INTRODUCCIN

II. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General

SIMULAR Y DETERMINAR de produccin de una planta de metanol utilizandocomo materia prima el gas natural disponible en el pas!

2.2 Objetivos Ese!"#!os

E"aluar la disponibilidad de gas natural para la produccin de

metanol en el pas! Seleccionar una tecnologa e#istente para la produccin de metanol

$ue cumpla con los re$uisitos legales% ambientales & de disponibilidad

de materia prima! Simular el proceso de obtencin de metanol usando la tecnologa

seleccionada% a 'n de determinar la capacidad de la planta!

III. $NTECEDENTES

%.1 Sit&a!i'n (el Gas Nat&ral en el )er*

%.2 In(&stria )etro+&",i!a en el )er*

IV. )ETRO-UIIC$ $ )$RTIR DE/ G$S N$TUR$/

0.1 Co,osi!i'n (el Gas Nat&ral

El as nat&ral se &e(e en!ontrar en or,a 3aso!ia(o34 !&an(oen el 5a!i,iento aare!e a!o,a6a(o (e etr'leo4 o as nat&ral3no aso!ia(o3 !&an(o est7 a!o,a6a(o *ni!a,ente ore+&e6as !anti(a(es (e otros 8i(ro!arb&ros o ases.

/a !o,osi!i'n (el as nat&ral (e Ca,isea 9CU$DRO IV.1:in!l&5e varie(a( (e 8i(ro!arb&ros aseosos4 !on re(o,inio (el,etano4 or sobre el ;

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/as roie(a(es (el as nat&ral se*n la !o,osi!i'n (el !&a(roanterior sonA

Densi(a( Relativa A

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4.3 Caractersticas del Metanol

El Metanol es un luido incolo!o" #ol$til e in%lama&le con un li'e!o olo! alcohlico enestado u!o* Es un luido altamente #enenoso + noci#o a!a la salud* Es misci&le ena'ua" alcoholes" este!es" cetonas + muchos ot!os sol#entes, adem$s" %o!ma muchas

me-clas a-eot!icas &ina!ias* Es oco solu&le en '!asas + aceites*El Metanol est$ disoni&le come!cialmente en #a!ios '!ados de u!e-a.

G!ado C es el alcohol de made!a usado*

G!ado A es el metanol usado como sol#ente*

G!ado AA es el m$s u!o usado en alicaciones umicas*

Las !inciales imu!e-as ue se ueden encont!a! en el Metanol co!!esonden asustancias como acetona" acetaldehdo" $cido actico + a'ua*

CUADRO IV.2. Propiedades fsicas del Metanol

0.0 $li!a!iones 5 Usos (el etanol

El Metanol tiene una gran "ariedad de aplicaciones industriales! Su uso m(s

)recuente es como materia prima para la produccin de metil t*butil +ter

,MT-E.% $ue es un aditi"o para gasolina! Tambi+n se usa en la produccin de

)ormalde/do% (cido ac+tico% cloro metanos% metacrilato de metilo% metilaminas%

dimetil tere)talato & como sol"ente o anticongelante en pinturas en aerosol%

pinturas de pared% limpiadores para carburadores% & compuestos para limpiar

parabrisas de autom"iles!

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FormaldehdoEs el producto de ma&or consumo de Metanol del mundo% el 001 de la

produccin mundial se destina a la produccin de )ormalde/do! En este campo%

las aplicaciones principales son las resinas de urea*)ormalde/do & )enol*

)ormalde/do $ue se utilizan especialmente en la industria maderera!

CombustiblesEs el segundo uso en importancia detr(s del )ormalde/do! El 231 del consumo

mundial de Metanol se destina a +ter metil tert*butlico ,MT-E.! Las principales

aplicaciones en este campo son la sntesis de MT-E% me4oradores oct(nicos

para na)tas & combustibles ecolgicos a base de metanol

cido actico0e!esenta el 1 del consumo mundial de Metanol* 3e utili-a !incialmente a!a la

!oduccin de #inilacetato" mate!ia !ima a!a !esinas" anhd!ido actico + ste!es acticos

ue se usan a!a la %a&!icacin de celulosa actica + intu!as* Es !oducido a a!ti! del

Metanol + monxido de ca!&ono*

MTO Methanol to OlefinesLas coma4as 5O6 e H7D0O de 8o!ue'a han utili-ado al metanol en estos 9ltimos a4os"

desde :;;1" como mate!ia !ima a!a la !oduccin de ole%inas tales como el etileno + el

!oileno" a t!a#s de su !oceso MTO (Methanol to Ole%ins < Metanol a Ole%inas)* Este

!oceso tiene en si #enta=as tales como.

>alo! excecional a!a la con#e!sin di!ecta del metanol a olme!os de alto '!ado de

etileno + !oileno*

El uso di!ecto del etileno + !oileno en la indust!ia de&ido a su '!an u!e-a (;?)" el

cual no !euie!e sea!ado!es de etano / etileno o &utano / &utileno*

6!oduccin limitada de co!oductos" coma!ada con el steam c!ac@in'" el cual da como!esultado una seccin de !ecue!acin sencilla*

5na %$cil inte'!acin si existe un c!aueado! de na%ta" de&ido a la &a=a !oduccin de

a!a%inas*

lexi&ilidad de cam&ia! la !a-n etileno / !oileno de :*B a *1B

MTP Methanol to PropyleneHasta la %echa Lu!'i es la 9nica em!esa ue ha desa!!ollado la !oduccin de !oileno aa!ti! de metanol* Hasta un del consumo de !oileno en todo el mundo es necesa!ioa!a !oduci! oli!oileno" el cual tiene una tasa de c!ecimiento anual de B a * Los!inciales de!i#ados del !oileno son. oli!oileno" ac!ilonit!ilo" oxaalcoholes" oxido de!oileno" cumeno + acido ac!lico*

VI. ESTUDIO DE ERC$DOLas 5lantas petro$umicas e#istentes en Sudam+rica se encuentran enArgentina% 6olombia% 7enezuela% Trinidad & Tobago% -rasil & 6/ile8 la ma&or

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parte de la industria petro$umica est( ubicada en la 6osta Atl(ntica! LaIndustria petro$umica en la 6osta del 5ac'co es casi no e#istente!

VII. SE/ECCIN DE /$ TECNO/OGM$ DE )RODUCCIN DEET$NO/ )OSIB/E C$)$CID$D DE UN$ )/$NT$ EN E/ )ERE#isten tres )ormas de producir metanol9 a partir de la destilacin destructi"a de

madera% a partir del gas de sntesis & a partir de residuos org(nicos! De las tres

)ormas mencionadas anteriormente la de ma&or uso es a partir de gas de

sntesis% pues determina un ma&or rendimiento!

7.1 Otenci!n del "as de sntesisLa !oduccin de metanol se &asa !incialmente en la !eaccin cataltica del monxido de

ca!&ono e hid!'eno

En un menor grado se e)ect:a tambi+n la con"ersin de di#ido de carbono!

5or lo tanto% de acuerdo a la proporcin de 6; & 6;2% la mezcla gaseosa

re$uerida para la con"ersin debe tener una razn molar de /idrgeno! Dic/o gas puede ser obtenido% mediante la o#idacin parcial

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,partial o#idation.% re)ormado con "apor ,steam re)orming.% re)ormado

autot+rmico ,autot/ermal re)orming. o re)ormado combinado!

7.1.1 #s$%e&a asado en la o'idaci!n parcial con o'"eno6a!a la con#e!sin de !oductos esados" la oxidacin a!cial es 'ene!almente la m$s

usada* Las condiciones de teme!atu!a en la cual se t!a&a=an est$ ent!e ;B:2BFC + la

!esin ent!e ; &a!*

7.1.2 #s$%e&a asado en stea& refor&in" (refor&ado con )apor*El !e%o!mado! con #ao! se usa a!a con#e!ti! la alimentacin de 'as natu!al a 'as de

sntesis o! !eaccin con #ao! so&!e una &ase de catali-ado! de 8iuel* El catali-ado! es

tole!ante a comuestos de sul%u!os" lo cual uede se! usado a!a hid!oca!&u!os esados

inclu+endo la na%ta* El !oceso usualmente oe!a ent!e ?C + :C (:B:?) + ?

a 2B &a! (:B si')* La metalu!'ia del tu&o es un %acto! limitante a!a la teme!atu!a +

!esin de oe!acin*

Rea!!iones (e reor,a!i'n !on vaor ara ,etano

.1.% Es+&e,a basa(o en $&tot8er,al Reor,in 9Reor,a(o$&tot?r,i!o:

El !e%o!mado autot!mico es una com&inacin de la oxidacin a!cial + el !e%o!mado con#ao! lle#ado a ca&o en un solo !eacto!" utili-ando como catali-ado! nuel soo!tado enma'nesioal9mina* El calo! endot!mico de la !eaccin a!a el !e%o!mado con #ao! de

metano es suminist!ado a!a la oxidacin a!cial de la alimentacin de los hid!oca!&u!osen la !ime!a seccin del !eacto!*La alimentacin a!a el !e%o!mado autot!mico son 'as natu!al e hid!oca!&u!os esadosna%ta* La !incial #enta=a del !oceso es ue no !euie!e nin'9n com&usti&le exte!no"o%!ece %lexi&ilidad en la seleccin de la alimentacin + uede se! dise4ado a!a oe!a! auna teme!atu!a + !esin mucho m$s alta ue el !e%o!mado con #ao! de metano* Ot!aca!acte!stica es la osi&ilidad de !oduci! 'as de sntesis con &a=os coe%icientes deH2/CO*8ume!osas lantas come!ciales usan en su !oceso 'as natu!al" o&teniendo una !elacinde H2/CO al!ededo! de 2*" sin necesidad de !ecicla! CO2*El !oceso de !e%o!mado autot!mico consiste en un !ecalentamiento de la alimentacin

de hid!oca!&u!os" + la me-cla de ox'eno con una eue4a cantidad de #ao!" lo cual ent!a

en el toe del !eacto!* La com&ustin a!cial tomo lu'a! en la -ona m$s alta + loshid!oca!&u!os li'e!os son con#e!tidos en CO2 + H2* El metano" hid!'eno + monxido de

ca!&ono son a!cialmente con#e!tidos con el ox'eno !estante* El euili&!io del !e%o!mado

con #ao! + la !eacciones de 'as con a'ua I3hi%t !eactionsJ son esta&lecidas en la -ona

del catali-ado! del !e%o!mado con #ao!*

La operacin del re)ormado autot+rmico puede darse sin reciclo de 6;2 para

producir el gas de sntesis con una relacin de ?2 bar es lo m(#imo

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basado sobre materiales de construccin! Actualmente las unidades de

operacin est(n sobre el "apor /asta bar ,@3@ psig.! La temperatura de

operacin "ara entre B@*== 6!

Reacciones del refor&ado a%tot+r&ico para &etanoLas !eacciones en la -ona de com&ustin del !eacto! son.

Las reacciones en la zona de re)ormacin de "apor son9

VIII. RESU/T$DOS DE /$ SIU/$CIN DE/ )ROCESO DE ET$NO/CONSIDER$NDO /$ TECNO/OGM$ SE/ECCIOND$

,.1 Descripci!n del -i&%lador %sadoEn este catulo se desc!i&i!$ la simulacin del !oceso de o&tencin de metanol" a!a locual se uso el simulado! come!cial llamado H73K3 #*1*" modelamiento en estadoestaciona!io (seleccin de a!$met!os e hitesis adecuadas" auete de !oiedades

te!modin$micas" seleccin del mtodo de c$lculo" etc*)*El simulado! H+s+s se encuent!a dent!o del auete del 3istema A#an-ado a!a Kn'enie!a

de 6!ocesos < Ad#anced 3+stem %o! 6!ocess En'inee!in' (A36E8)*

,.1.1 Ventaas / des)entaas de %sar el -i&%ladorA continuacin se desc!i&i!$ las !inciales #enta=as de usa! un simulado! H+s+s.

La %acilidad de uso*

ase de datos extensa*

5tili-a datos exe!imentales a!a sus co!!elaciones* La ma+o!a de los

datos son exe!imentales" aunue al'unos son estimados (la ma+o!a

de simulado!es usa modelos !edicti#os como 58KAC)*

Las !inciales des#enta=as son.

6ocas o nulas alicaciones de slidos*

3o%ta!e de otimi-acin limitado (el otimi-e! no es mu+ otente)*

6o! ot!o lado" el simulado! H+s+s es un so%ta!e usado en la simulacin de lantaset!oumicas + a%ines* Knclu+e he!!amientas a!a estima!.

6!oiedades %sicas*

Euili&!io luido < #ao!*

alances de mate!ia + ene!'a*

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3imulacin de muchos euios de in'enie!a umica*

3imulacin !ocesos en estado estaciona!io + din$mico*

F.2 Bases ara la Si,&la!i'n

La produccin del gas de sntesis es una parte importante dentro del procesoglobal de la sntesis de metanol! La con"ersin del gas natural en una planta de

metanol es modelada usando un reactor de e$uilibrio & dos reactores de

con"ersin

F.2.1 $se!tos Ter,o(in7,i!os (el Gas (e S"ntesis

0e%o!mado! con #ao!.

0e%o!mado autot!mico.Nona de com&ustin del !eacto! son.

Fona de re)ormado de "apor9 igual $ue las dos primeras ecuaciones!

F.2.2 $se!tos Ter,o(in7,i!os (e la S"ntesis (e etanol

PPPPPPP..

F.% Des!ri!i'n (e E+&ios4 Con(i!iones Oerativas 5Ter,o(in7,i!a (el ro!eso (e etanol si,&la(o.

A 'nes de simpli'car el proceso de simulacin de la Sntesis de Metanol% se

realiz gr('camente una di"isin9 zona de separacin de metano% zona de

produccin de gas de sntesis & zona de produccin de metanol% tal como se

muestra en el GRAHI6; 7III*=

GR$QICO VIII1. #s$%e&a del Proceso de -i&%laci!n de Metanol

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a* 0ona de -eparaci!n del Metano

En el se muest!a el !oceso de sea!acin del metano de los comonentes m$s esados*

Separador (!"##$Es un sea!ado! #e!tical &i%$sico" donde la sea!acin se !oduce o! medio de la'!a#edad* En esta con%i'u!acin el %lu=o de ent!ada es 'as natu!al" en la a!te sue!io! seo&tiene los comonentes li'e!os (metano" con t!a-as de etano" CO2" etc*) + o! el %ondolos comonentes esados (!oano" &utano" entano + m$s esados)*Condiciones.

Teme!atu!a ent!ada del Gas 8atu!al :B* FC

6!esin P" @6a lu=o Mola! de ent!ada del Gas 8atu!al 2";??@'mol/h!

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6o!centa=e de !ecue!acin de luidos B

%ntercambiador de calor (%!"##$

El inte!cam&iado! de calo! K: de tu&o + co!a-a" cede calo! o! medio del e%luente'aseoso !o#eniente del sea!ado! >: ue asa a t!a#s de los elementos tu&ula!es"t!ans%i!iendo calo! al %luido %!o I'as metanoJ !o#eniente de la demetani-ado!a*Condiciones:

TA:. teme!atu!a de ent!ada del %luido caliente (FC) :B*FC

tA: . teme!atu!a de ent!ada del %luido %!io (FC) B;*PPFC

TA2. teme!atu!a de salida del %luido caliente (FC) ;2*PFC

tA2 . teme!atu!a de salida del %luido %!io (FC) :*?2FC

Calentador (&!"##$

En el calentado! E: se ele#a la teme!atu!a del 'as metano %!o" !o#eniente delinte!cam&iado! de calo! K:" a %in de o&tene! las condiciones de teme!atu!a !eue!idasa!a el !oceso de 'as sntesis

Condiciones.

Teme!atu!a de la alimentacin I'as metanoJ 2BFC

6!esin de alimentacin 2"P:@6a

lu=o mola! de alimentacin :"; @'mol/h

)ro!eso (e Obten!i'n (el Gas (e S"ntesis