Diseño de un proceso para la eliminación de CO2 mediante contactores de membrana durante el endulzamiento de un caudal de 500 m3/h de gas natural

Abstract

[ES] La tecnología actualmente más utilizada en el endulzamiento del Gas Natural es la absorción y posterior desorción utilizando diferentes tipos de disolventes y concentraciones. Sin embargo, el uso de la tecnología de la membrana es una opción viable para esta aplicación, debido a que presenta un mayor rendimiento tecnológico y económico. En este TFG se diseña un proceso de endulzamiento del Gas Natural usando tecnologías de membrana emergentes, contactores de membrana. Tras una extensa búsqueda bibliográfica se seleccionan los parámetros de diseño de la instalación más adecuados para logar la eliminación del CO2 junto con otros gases ácidos como el H2S, así como las características de la membrana y el disolvente usado en el proceso. Todo ello permitirá eliminar el contenido en dióxido de carbono mediante contactores de la membrana, así como la regeneración del disolvente empleado y posteriores aplicaciones del CO2 eliminado del gas natural. En el diseño se consideran dos secciones diferenciadas: primero una absorción mediante contactores y posteriormente una desorción. La principal ventaja de usar contactores de membrana para endulzar el Gas Natural frente al proceso convencional son la alta selectividad, el modularidad y la flexibilidad del proceso, lo que se traduce en menores costes frente al proceso convencional.

[EN] The technology currently most commonly used in the sweetening of Natural Gas is absorption and subsequent desorption using different types of solvents and concentrations. However, the use of membrane technology is a viable option for this application, due to its higher technological and economic performance. In this TFG a Natural Gas sweetening process is designed using emerging membrane technologies, membrane contactors. After an extensive literature search, the most suitable design parameters of the installation are selected to achieve the removal of CO2 together with other acid gases such as H2S, as well as the characteristics of the membrane and the solvent used in the process. All this will allow the elimination of the carbon dioxide content by means of membrane contactors, as well as the regeneration of the solvent used and subsequent applications of the CO2 eliminated from the natural gas. Two different sections are considered in the design: first an absorption by contactors and then a desorption. The main advantages of using membrane contactors to sweeten natural gas compared to the conventional process are the high selectivity, the modularity and the flexibility of the process, which translates into lower costs compared to the conventional process.

[CA] La tecnologia actualment més utilitzada en l'endolciment del Gas Natural és l'absorció i posterior desorció utilitzant diferents tipus de dissolvents i concentracions. No obstant això, l'ús de la tecnologia de la membrana és una opció viable per a esta aplicació, pel fet que presenta un major rendiment tecnològic i econòmic. En este TFG es dissenya un procés d'endolçament del Gas Natural usant tecnologies de membrana emergents, contactors de membrana. Després d'una extensa busca bibliogràfica se seleccionen els paràmetres de disseny de la instal·lació més adequats per aconseguir l'eliminació del CO2 junt amb altres gasos àcids com el H2S, així com les característiques de la membrana i el dissolvent usat en el procés. Tot això permetrà eliminar el contingut en diòxid de carboni per mitjà de contactors de la membrana, així com la regeneració del dissolvent empleat i posteriors aplicacions del CO2 eliminat del gas natural. En el disseny es consideren dos seccions diferenciades: primer una absorció per mitjà de contactors i posteriorment una desorció. El principal avantatge d'usar contactors de membrana per a endolcir el Gas Natural enfront del procés convencional són l'alta selectivitat, el modularitat i la flexibilitat del procés, la qual cosa es traduïx en menors costos enfront del procés convencional.