repÚblica bolivariana de venezuela universidad nacional experimental “rafael marÍa baralt”

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

“RAFAEL MARÍA BARALT”VICERRECTORADO ACADÉMICO

PROGRAMA DE INGENIERIA Y TECNOLOGIAPROYECTO INGENIERIA DE GAS

ANÁLISIS DEL SISTEMA DE CAPTURA DE CO2 A TRAVÉS DE LA ABSORCIÓN QUÍMICA COMO UNA ALTERNATIVA PARA DISMINUIR EL IMPACTO

AMBIENTAL EN EL PROCESO DE ENDULZAMIENTO DEL GASTrabajo especial de grado para optar al título de Ingeniero de Gas.

Autores: Br. Guerra Alberto Br. Salinas Greg

Tutores: Ing. Franco Gloria Ing. Pírela María

Ciudad Ojeda, Febrero de 2013

Capítulo I: El Problema

Planteamiento del problema

Uno de los temas más importantes y controversiales.

Su impacto se ha ido incrementado considerablemente.

Problemas de contaminación ambiental generados porlas operaciones de endulzamiento del gas.

El proceso de captación de CO2 por absorción química.

Capítulo I: El Problema ¿Cuáles criterios deben considerarse para el análisis de

funcionalidad del sistema de captura de dióxido de carbono CO2 por absorción química para disminuir el impacto ambiental en los procesos de endulzamiento del gas?

Analizar el sistema de captura de CO2 a través de la absorción química como una alternativa para disminuir el impacto ambiental en el proceso de endulzamiento del gas.

Formulación del Problema

Objetivo General

•Diagnosticar la situación actual que presentan los procesos de endulzamiento del gas y como incide en el impacto ambiental.

•Identificar cuáles son los tipos de sistemas de captación de CO2 en donde se utiliza el mecanismo por absorción química.

•Describir el proceso y equipos que se aplican al sistema de captura de CO2 por absorción química.

•Establecer el índice de reducción por emisiones de dióxido de carbono al ambiente si se aplica el sistema de captura de CO2 a través de la absorción química.

•Estudiar la eficiencia del sistema de captura de CO2 por absorción química empleado en los procesos de endulzamiento del gas.


Objetivos Específicos


Justificación

Práctico

Metodológico

Social


Delimitación de la Investigación

Espacial: Universidad Nacional Experimental “Rafael María Baralt” (UNERMB), Ubicada en Ciudad Ojeda, Municipio Lagunillas del Estado Zulia.

Temporal: Periodo comprendido entre Junio hasta Febrero del 2013.

Autor Titulo de la Investigación

Aporte

Semprún (2011).

“Simulación en estado estacionario del sistema de

remoción de dióxido de carbono en la empresa

Pralca”

Como punto coincidente con esta investigación, el estudio del comportamiento del CO2 en las diferentes estaciones en las que este puede presentarse y las condiciones en que se produce

Fernández (2010).

“Aplicación de sulfatreat en la remoción de sulfuro

de hidrogeno en el proceso de endulzamiento del gas

natural”

La sustentación teórica, que ayudaran para la creación metodológica, y además orientar en los aspectos teóricos.

Torres (2008).

“Tecnologías de captura y secuestro de CO2”

Refleja gran similitud con la investigación y es fue tomada en cuenta como punto de partida para conseguir datos y referencia bibliográficos de interés.

Capítulo II: MarcoReferencial

Antecedentes


Bases teóricas •LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE (O ATMOSFÉRICA)Para la organización ecologistas en acción, las principales causas de la contaminación del aire están relacionadas con la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas).

•CONTENIDO DE CO2

Para el contenido de CO2 se establecen dos especificaciones.

• ABSORCIÓN QUÍMICAEn este proceso el CO2 reacciona con un líquido de absorción.

Objetivo General: Analizar el sistema de captura de CO2 a través de la absorción química como una alternativa para disminuir el impacto ambiental en el proceso de endulzamiento del gas.

Variable Dimensiones IndicadoresImpacto

AmbientalContaminación Ambiental

•Mejoras Continuas•Política Ambiental•Planificación•Control Operacional•Contaminación

Sistema de captura de

CO2

A través de la

absorción química

Sistema de captación de CO2

•Post-Combustión•Pre-Combustión•Oxicombustion

Procesos y Equipos

•Absorción Química•Ciclo de Calcinación•Adsorción Física•Membranas•Destilación criogénica

Índice de Reducción •Separación del dióxido de carbono

Eficiencia del Sistema•Ventajas•Limitaciones•Costos•Gestión del riesgo


Operacionalización de la Variable

Capítulo III: MarcoMetodológico

Tipo de Investigación

Tipo: Describió la causa y el efecto que se desarrolló para analizar el sistema de captura de CO2 a través de la absorción química como una alternativa para disminuir el impacto ambiental en el proceso de endulzamiento del gas.

Diseño: Se consideró documental porque consistió en la elaboración de un análisis para responder las preguntas planteadas durante la investigación, así mismo los datos fueron recolectados a través de diferentes fuentes: textos, libros, páginas web entre otros.

En esta investigación no se trabajará sobre una población ni muestra específica que se encuentre relacionada con el objeto de estudio, sino que se hará referencia a un estudio documental y descriptivo que se podrá aplicar en forma genérica a cualquier ambiente.

Población y Muestra

Técnicas de Recolección


Para efectos de esta investigación la recolección de datos, se realizó haciendo uso de las siguientes técnicas:

Observación Técnica

Revisión Documental

Técnicas de Análisis

En esta investigación una vez aplicados los instrumentos para recolectar la información, se procedió a la organización, codificación, interpretación y análisis de los documentos.

I ETAPA


V ETAPA

IV ETAPA

III ETAPA

II ETAPA

Procedimientos de la investigación

Diagnostico de la situación actual que presentan los procesos de endulzamiento del gas como incide en el impacto ambiental.

Se Identificaron los tipos de sistemas de captación de CO2 en donde se utiliza el mecanismo por absorción química.

Se describió el proceso y equipos que se aplican al sistema de captura de CO2 por absorción química.

Se estableció el índice de reducción por emisiones de dióxido de carbono al ambiente aplicando el sistema de captura de CO2 por absorción química.

Se estudio el grado de eficiencia del proceso de captación de CO2 a través del método de absorción química en la industria.

En el caso de las plantas endulzadoras de gas se realizan proceso como las emisiones generadas durante la transformación de energía, aun cuando no hay experiencias reportadas se sabe que las emisiones de gases de efecto invernadero en la industria térmicas provienen de la combustión de gas natural en las calderas, hornos, compresores, generadores y motobombas de las instalaciones industriales.

Capítulo IV: Análisis de Resultados

Diagnosticar la situación actual que presentan los procesos de endulzamiento del gas y como incide en el impacto ambiental.

Identificar cuáles son los tipos de sistemas de captación de CO2 en donde se utiliza el mecanismo por absorción química.


Post-Combustión Oxicombustión Pre-CombustiónSeparación de oxigeno Separación de oxígeno Separación de oxígeno

Preparación del combustible.Secado del lignito.

Preparación del combustible.Secado del lignito.

Manejo del combustible (Lignito/biomasa)

Combustión(carbón,pulverizado, lignito, coque de petróleo) Oxicombustión parcial o total Gasificación y reformado

(Gas natural, carbón lignito y biomasa)

Caldera Turbinade gas

CombustiónIndustria

Caldera Turbinade gas

CombustiónIndustrial

Gasificación y reformado (Gas natural, carbón lignito y biomasa)

Ciclo de gases Ciclo de gases Intercambio de CO

Post-Combustión Oxicombustión Pre-combustión

700°C 700°C 700ºC

Enriquecimiento en CO2 de los gases el efluentes

Recirculación de gases y mezcla con O2

Desulfurización

Tratamiento de los gases el efluentes con recuperación de calor

Tratamiento y enfriado de los gases el efluentes

Captura de CO2 / Separación de H2

Captura CO2 Turbina de gas H2

Purificación del CO2 Purificación del CO2 Purificación del CO2

Compresión del CO2 Compresión del CO2 Compresión del CO2


Describir el proceso y equipos que se aplican al sistema de captura de CO2 por absorción química.

Diagrama de equipos simples del proceso de endulzamiento del Gas Natural con propuestas de instalación de un sistema de captura con inyección de aminas.


Establecer el índice de reducción por emisiones de dióxido de carbono al ambiente si se aplica el sistema de captura de CO2 a través de la absorción química.

Las emisiones de dióxido de carbono hacia la atmósfera que se realizan en el marco de ciertas actividades industriales, y que constituyen un grave problema ambiental, podrían verse radicalmente disminuidas si prospera un nuevo método de separación del CO2 de los gases contaminantes.

Disminución

Energía

Estudiar la eficiencia del sistema de captura de CO2 por absorción química empleado en los procesos de endulzamiento del gas.


Cada tipo de amina tendrá un comportamiento diferente ante la presencia de estos reactivos, entre las que presentan:

La Monoetanolamina (MEA)

La Diglicolamina (DGA)

La Trietanolamina (TEA)

La Metildietanolamina (MDEA)

La ventaja más importante que presenta la MDEA sobre el resto de aminas es la selectividad en la absorción de H2S en presencia de CO2, es por ello que es de usos múltiple, lo cual se confiere ciertas propiedades específicas.

•Es importante estimar el impacto ambiental de los contaminantes generados por las fuentes de emisión debido a la operación de las plantas térmicas, específicamente en los procesos de endulzamiento del gas.

•La evaluación antes de la aplicación de cualquier sistema de captura de CO2 es fundamental para asegurar el buen y máximo funcionamiento del proceso.

•La aplicación del método de captura estará sujeta a los parámetros y condiciones en las cuales provenga el fluido ya sea de un proceso antes de la acción o de manera directa.

•Las manifestaciones en gran escala de esta tecnología, principalmente por los costos que implica y en la mayoría de los casos las tecnologías individuales no han sido integradas al nivel que estaba previsto.

•Los sistema de captación pueden proporcionar un índice de eficiencia y contribuir con el medio ambiente.

•El desarrollo industrial ha de ser compatible con una mejora de la calidad y cantidad de la vida humana y respetuosa con el medio ambiente.

•Los resultados obtenidos en el presente trabajo permiten aseverar que la tecnología más óptima y factible para separar el CO2 del gas natural es la de absorción química con aminas, mediante el empleo del solvente Metildietanolamina (MDEA).

Conclusiones

•Ajustar los parámetros de operación de la planta para lograr una mayor eficiencia en el sistema de captura que se emplea y conseguir una reducción del CO2 y evitar problemas operacionales y daños en los equipos.

•Se recomienda a los supervisores, incentivar al personal para lograr estrategias que den una verdadera solución a los problemas causados por el CO2 que diariamente se presentan en la plantas endulzadoras del gas natural por diversos factores.

•Ofrecer adiestramiento al personal de la planta térmica sobre los diferentes sistemas de capturas de y su respectivo uso, así como la importancia que estos tienen en los sistemas cerrados como lo es el proceso de endulzamiento.

•Reconocer la importancia que tiene el seleccionar los sistemas de capturas de CO2 más eficientes y de todo el proceso en general para alargar la vida útil de los equipos.

•Disminuir al mínimo posible el galonaje de solución de amina utilizado para el endulzamiento, con el fin de aumentar la carga de gas ácido en el sistema y disminuir así la absorción.

Recomendaciones

Sólo una cosa vuelve un sueño imposible: El miedo a fracasar.

Paulo Coelho

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