Evaluación exergetica de la planta turboexpander de la refinería de Barrancabermeja para la identificación de oportunidades de ahorro energético

Abstract

En el presente trabajo de aplicación se llevó a cabo un análisis exergético al proceso de recuperación de etano a partir de gas natural desarrollado en la planta turboexpander, con el objetivo de establecer la eficiencia exergética actual e identificar etapas con oportunidades de aprovechamiento de calor residual, que permitan a futuro mediante la implementación de alguna técnica de integración energética la disminución de costos asociados a servicios y aumento en el margen de ganancia. El proceso productivo fue dividido en ocho etapas para facilitar la posterior elaboración de la simulación de toda la unidad a través del software PRO II, obteniéndose de esta manera los flujos de masa, molar y las propiedades físicas y termodinámicas de cada una de las corrientes de proceso. Los cálculos de las exergías físicas, químicas, de calor y trabajo propios del análisis exergético fueron realizadas teniendo en cuenta dos escenarios: En el primero de ellos sólo se tuvo en cuenta el etano como producto valioso obteniéndose como resultados que la etapa con mayores irreversibilidades fue la deetanización con 306,47 kJ/kg y la de menor la compresión secundaria con sólo 15,71 kJ/kg; Así también la de mayor eficiencia exergética fue la compresión secundaria con 99,31%, la de menor eficiencia la deetanización con 11,15% y la global sólo 7,50%. En el segundo escenario se tuvo en cuenta el etano y el metano como productos valiosos obteniéndose como resultados que la irreversibilidades de las etapas de compresión secundaria y deetanización se mantienen con 15,71 kJ/kg y 306,47 kJ/kg respectivamente; Así también las eficiencias exergéticas de la compresión secundaria y deetanización se mantienen con valores de 99,31% y 11,15% respectivamente, pero la eficiencia de la sección de demetanización pasa de un 12,23% a 73,69% y la global cambia de un valor de 7,50% a uno de 89,30%.