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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/57758| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Dimensionamento de uma coluna de absorção para processamento de gás natural |
| Título em inglês: | Design of a refrigerated lean oil absorption column for natural gas processing |
| Autor(es): | Quaranta, Isabella Christina Cavalcante |
| Orientador: | Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de |
| Coorientador: | Peixoto, Hugo Rocha |
| Palavras-chave: | Absorção;Gás natural;Aspen Plus;Simulação de processos;Lean Oil |
| Data do documento: | 2021 |
| Citação: | QUARANTA, Isabella Christina Cavalcante. Dimensionamento de uma coluna de absorção para processamento de gás natural. 2021.115f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Fortaleza -CE, 2021. |
| Resumo: | Tecnologias criogênicas de separação são muito usadas no processamento de gás natural. Dentre as chamadas tecnologias tradicionais, como a turbo-expansão, a absorção refrigerada apresenta uma elevada capacidade de recuperação a um custo menor. Com o objetivo de avaliar as condições de operação e de dimensionamento de uma coluna de absorção para uso dessa tecnologia, realizou-se um estudo através do simulador comercial Aspen Plus. Para que as modelagens adotadas sejam fidedignas ao processo, foi feita uma análise termodinâmica prévia dos modelos de interação entre as moléculas, optando-se pelo uso do modelo de Peng-Robinson. O dimensionamento foi realizado para diferentes condições de vazão de solvente e de composições de gás natural, resultando em uma coluna de 14 estágios teóricos, com 1,3 m de diâmetro com 7,0 m de altura. Uma vazão de solvente igual a 30 Nm³/h foi utilizada para tratamento de uma vazão total de gás natural igual a 1,42 MNm³/dia, sendo essas duas correntes resfriadas a até –20 ºC antes da alimentação na coluna. O processamento teve 67,0% de recuperação de propano, gerando um gás para comercialização com 90,4% de metano, 7,1% de etano e 1,4% de propano; o teor de inertes ficou próximo a 1%. Após análise de sensibilidade, o diâmetro da coluna foi aumentado para 1,4 m, permitindo a utilização do equipamento em uma faixa de operação mais ampla. Foi analisada a influência da temperatura de resfriamento das correntes, antes da entrada na coluna, na composição final do gás natural comercializado. Foi também analisado o uso do equipamento projetado para especificação de diferentes composições de gás natural recebidas. Avaliou-se as condições de operação necessárias para obtenção de um gás natural apenas com composição dentro das faixas de comercialização e outro com baixo teor de hidrocarbonetos pesados, especificado para uso em tecnologia GNA (gás natural adsorvido). |
| Abstract: | Cryogenic technologies for separations are widely used in natural gas processing. Among the traditional technologies, such as turbo-expansion, refrigerated lean oil absorption presents a high recovery capacity with a lower cost. Aiming to analyse the operational conditions and the sizing of an absorber column for this technology, a study was conducted in the commercial software Aspen Plus. To ensure a trustworthy modelling and simulation, a thermodynamic analysis of the models used to predict the particles interactions was performed. Among the tested models, Peng-Robinson was chosen. The column sizing was done for different solvent flowrates and different gas compositions, resulting in a column of 14 theorical stages, with a diameter of 1.3 m and a 7.0 m high. A solvent flowrate of 30 Nm²/h was selected to process a total natural gas flowrate of 1.42 MNm³/day. Both streams were cooled down until –20 ºC before feeding the column. The process had 67.0% of propane recovery, producing a sales gas with 90.4% methane, 7.1% ethane, 1.4% propane, and an inert content near 1%. After a sensitivity analysis, the column diameter was increased to 1.4 m, allowing the utilization of the equipment in a larger operational range. It was analysed the influence of the cooling temperature of the feed streams in the sales gas. Furthermore, it was evaluated the use of the sized equipment for processing of distinct natural gas compositions. Finally, a comparative study was done between the operation conditions needed to produce a natural gas with composition according to the commercialization range, and the conditions needed to produce a natural gas with low content of heavy hydrocarbons, specified for the use in ANG (adsorbed natural gas) technology. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57758 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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