Evaluación del proceso de separación supersónica en la remoción de hidrocarburos pesados de gas natural colombiano usando dinámica de fluidos computacional
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Date
2020
Authors
Evaluators
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Típicamente, el proceso de separación de las fracciones de hidrocarburos pesados condensables del gas natural se realiza a través de separadores gravitacionales operados a bajas presiones. Sin embargo, este proceso tiene la desventaja de que es necesario recomprimir el gas tratado para inyectarlo a las líneas de transporte, lo que incrementa el costo de producción, y hace inviable económicamente los campos pequeños. Una solución a este problema es la tecnología de separación supersónica, en la cual hay una caída repentina de presión y temperatura que permite la separación de los líquidos de gas natural; luego, el gas natural pasa a través de un difusor donde se recupera parte de la presión de entrada. Por esta razón, el objetivo de esta investigación fue evaluar a través de CFD la viabilidad del proceso de separación supersónica en la remoción de los LGN aplicado a campos de producción colombianos.
El diseño geométrico se basó en información de patentes y artículos científicos, y, para aquellos parámetros que no pudieron tomarse de la literatura revisada, se realizaron simulaciones para establecer los mejores valores posibles para ellos. Se construyó una malla no estructura de elementos tetraedros y se realizaron pruebas de independencia para obtener la mejor relación posible entre la calidad y el número de elementos.
Adicionalmente, se realizaron simulaciones en ANSYS Fluent para comparar diferentes resultados contra otras investigaciones: una con aire usando el modelo de gas ideal para verificar la ubicación de la onda de choque, otra para verificar la caída de presión y temperatura y una final para comparar los resultados obtenidos en este trabajo con resultados experimentales. Finalmente, se realizó una simulación con gas natural colombiano para evaluar la recuperación de la presión de LGN. Los resultados obtenidos mostraron una recuperación de presión del 70,39% y una separación de LGN del 73,33%.
Description
Keywords
Simulación, Gas natural, Dinámica computacional de fluidos, Campos de producción pequeños, Remoción de hidrocarburos pesados, líquidos de gas natural.