Purification of the carbon dioxide emitted by gas treatment plants

Abstract

En las plantas de extracción de gas natural, el dióxido de carbono (CO2) que viaja en la corriente de gas extraída, se separa y se libera a la atmósfera, acompañado de sulfuro de hidrógeno (H2S), agua e hidrocarburos. El objetivo de esta investigación fue diseñar un proceso de purificación de la corriente de CO2 residual, de tal manera que se evite su emisión a la atmósfera y se pueda utilizar en la industria alimenticia. En la industria alimenticia, el CO2 se puede usar en bebidas carbonatadas y como fluido supercrítico, requiriendo una pureza superior a 99,95% mol. Para ello, se seleccionó como caso de estudio un flujo real de 3454 ton/año de CO2 emitido por una planta de tratamiento de gas localizada en Neiva, Colombia y se simularon varios procesos de purificación usando el software ProMax. La purificación y recuperación de CO2 se evaluó mediante (1) absorción química con metildietanolamina (MDEA), (2) deshidratación con trietilenglicol (TEG) combinada con tamiz molécular, y (3) remoción de compuestos livianos (metano-etano) por el proceso criogénico de Ryan Holmes. La combinación de los tres procesos permitió una recuperación de 99,95% de CO2 con una pureza del 99,99% mol, requiriendo una inversión total de USD 412.323 o 53 USD/tCO2. Este CO2 podría ser comercializado a valores superiores a 5000 USD/tCO2 en la industria alimenticia. Además, la combinación de los procesos (1) y (2) arrojó costos de 37 USD/tCO2, produciendo una pureza de CO2 de 99,85% mol, apto para otras aplicaciones de menor pureza en la industria alimenticia o en el recobro mejorado del petróleo.