Maestría en Ingeniería Química

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Browsing Maestría en Ingeniería Química by browse.metadata.evaluator "García Sánchez, Carlos Eduardo"

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    Diseño y optimización de la cadena de suministro para el aprovechamiento de gas de tea usando tecnologías a pequeña escala
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-24) Durán Díaz, María Camila; Guerrero Amaya, Hernando; Uribe, Ariel; Calderón, Andrés Joaquín; Morales Medina, Giovanni; García Sánchez, Carlos Eduardo
    En 2015, el Banco Mundial lanzó la iniciativa Global Gas Flaring Reduction Partnership, destinada a reducir la quema regular de gas en los procesos de producción de petróleo. Según el Banco Mundial, anualmente en el mundo se queman alrededor de 140 miles de millones de m3 de gas (condiciones estándar), equivalente a 350 Mt de CO2 y 16 mil MUSD(Banco Mundial, 2022; Energy5 Your Way, 2023). En Colombia, en el 2022, se quemaron 244 Mm3 de gas, equivalente a 680k tCO2 y 28 MUSD. Actualmente, el desarrollo de tecnologías modulares móviles, como mini GTL (gas a líquido) o microturbinas (gas a electricidad), ha alcanzado una fase de comercialización con potencial para monetizar gas de tea. Esta investigación propone un modelo multiperiodo de programación lineal entera mixta (MILP) para monetizar el gas de tea. El modelo diseña infraestructura para asignar y relocalizar las plantas móviles que transforman el gas de tea en productos de valor agregado como combustibles y electricidad, maximizando el Valor Presente Neto (VPN). Se conocen el perfil de disponibilidad de gas de tea y su ubicación georreferenciada, la infraestructura de transporte terrestre existente e información de las tecnologías móviles (capacidad de procesamiento, costos de inversión y operativos). Se desarrolló un caso de estudio, considerando 55 campos de producción agrupados en 35 teas distribuidas en el territorio colombiano, con un potencial de aprovechamiento de 480 Mm3 de gas en un horizonte de planeación de 10 años, discretizado en 40 periodos (trimestres). Se consideraron microturbinas y plantas mini GTL para producir Diésel y gasolina. El modelo se implementó en Pyomo, y se optimiza con Gurobi v 10.0.1. El diseño óptimo consiste en instalar 61 microturbinas con capacidad total de 320MW y 5 plantas mini GTL que producen 204 kbbl de combustible. Se obtiene un VPN de 301.7 MUSD, aprovechando 64% del gas de tea y reduce en un 20% las emisiones de CO2.