Ingenieria

REVISTA MEXICANA DE INGENIERÍA QUÍMICA Vol. 6, No.1 (2007) 81-88 AMIDIQ

* Autor para la correspondencia: E-mail: eaguilar@imp.mx

Tel. (01-55) 9175 8428

Publicado por la Academia Mexicana de Investigación y Docencia en Ingeniería Química A.C.

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SINTESIS EVOLUTIVA DE PROCESO PARA LA LICUEFACCION DE METANO

EVOLUTIONARY PROCESS SYNTHESIS FOR METHANE LIQUEFACTION

E. Aguilar-Rodríguez* y A. Álvarez - Majmutov

Instituto Mexicano del Petróleo. Eje Central Lázaro Cárdenas 152,

Col. San Bartolo Atepehuacan, México D.F. 07730, México

Recibido 9 de Enero 2006; Aceptado 12 de Febrero 2007

Resumen

El presente trabajo se enfoca a la generación y desarrollo de diversas alternativas de proceso para la licuefacción

del gas natural (esencialmente metano) empleando la metodología de Diseño Evolutivo, tomando como esquema de

arranque el ciclo de Linde simple. Se plantean cuatro alternativas de proceso, generadas en base a principios

termodinámicos de uso eficiente de energía; los balances de materia y energía se llevan a cabo utilizando un

simulador comercial de procesos; finalmente se hace una evaluación y comparación energética de los casos y su

relación con el trabajo mínimo del proceso. Se ha logrado definir un esquema de proceso que puede reducir el

consumo de energía a un valor muy bajo, que en este caso es de apenas 4 veces el trabajo mínimo, aunque requiere

incrementar la complejidad del proceso así como el número de equipos requeridos. La selección final del esquema

óptimo requiere hacer un análisis económico, que incluya los costos de inversión y de operación involucrados en

cada caso, y que asegure la máxima rentabilidad.

Palabras clave: Metano, gas natural, licuefacción, diseño evolutivo.

Abstract

This paper focuses on the development of several process alternatives for the liquefaction of natural gas through an

evolutionary design approach, taking as a starting point scheme the Linde cycle. Based on thermodynamic

considerations for an efficient use and application of the energy involved in the process, four cases of process

alternatives are proposed for which the mass and energy balances are estimated through the use of a commercial

simulator; the process schemes are evaluated and energetically compared against the minimum thermodynamic

work required for the process. An optimal scheme which may reduce the energy consumption to very low levels

(equivalent to only about 4 times the minimum work) has been obtained but demanding a more complex structure

and more pieces of process equipment. The final selection of the process scheme must be selected among the

different processes herein stated after a further economical analysis that includes both the investment and operating

costs involved and that allows getting the best cost-effective option.

Keywords: Methane, natural gas, liquefaction, evolutionary design.

1. Introducción

Existen diversas rutas de proceso para la

licuefacción del gas natural, de las cuales debe de

seleccionarse aquella que presente menor costo total

(inversión y operación) donde el último rubro está

fuertemente ligado con el consumo de energía del

proceso. Para encontrar un esquema óptimo de

proceso se puede emplear una herramienta

conceptual conocida como Diseño Evolutivo, en

donde a partir de un esquema de proceso base se

lleva a cabo un análisis de consumo de energía

primordialmente, operabilidad y requerimiento de

equipo. Mediante este procedimiento se detectan las

ventajas y desventajas del esquema base lo cual lleva

a proponer ciertas

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