Diseño de un separador supersónico para el tratamiento de gas natural empleando la herramienta CFD en la Planta de Rio Grande

Abstract

Para realizar el procesamiento del gas natural comúnmente se debe aplicar 3 procesos, endulzamiento, deshidratación y control del punto de rocío, los cuales se realizan en diferentes unidades, según corresponda. Para de esta manera cumplir las especificaciones necesarias según normativa boliviana. Para los procesos mencionados anteriormente, los sistemas convencionales utilizados son Joule Thompson o Turbo expansor. Sin embargo, existen nuevas tecnologías que pueden ser aplicadas de una manera más eficiente, en este caso mencionamos a los dispositivos supersónicos, el cual es una novedosa y eficiente manera de reducir el volumen de equipos instalados, al mismo tiempo reducir costos. El separador supersónico es el único equipo que tiene una combinación de procesos físicos, aerodinámicos, termodinámicos y dinámica de fluidos, los cuales hacen que el equipo supersónico sea único en su proceso. Este separador puede realizar la deshidratación y el control del punto de rocío en un mismo equipo, sin utilizar inhibidores químicos para el procesamiento, además que la separación se realiza en segundos, ya que dentro del equipo se tiene velocidades supersónicas. El objetivo del presente trabajo es desarrollar el diseño de un separador supersónico para la Planta de Absorción de Rio Grande, el cual tiene una tecnología antigua (se utiliza el Lean Oil para la separación de líquidos) y ésta tiene una baja eficiencia, razón por lo que se propone diseñar un separador supersónico, para lo cual se tiene algunos datos iniciales patentados de algunos separadores que se utilizaron en el procesamiento de gas natural en algunos países. Estos datos como ser la presión, temperatura inicial, el tamaño del separador, son datos que ya se tiene para realizar el diseño respectivo, para lo cual también es necesario tomar en cuenta la cromatografía y sus propiedades del gas natural que ingresa a la planta, para que a partir de estos datos se pueda realizar un diseño adecuado. Para este fin se utiliza la herramienta CFD (computational fluid dynamic), el cual permite ver el comportamiento de los fluidos en el equipo supersónico y realizar el diseño del mismo con más detalles. El CFD ayuda a mejorar la eficiencia del proceso típico de recuperación de líquidos utilizando el enfoque supersónico.