Modelo de simulación del proceso de síntesis gas-líquido FT para la producción de hidrocarburos líquidos.

Abstract

El proceso Gas-to-Liquid (GTL) es una alternativa energética para producir combustibles líquidos más limpios, y aprovechar recursos de gas natural (GN). La falta de aprovechamiento de GN contribuye al estancamiento económico del país, menor desempeño del sector petrolero e impactos ambientales. Esta investigación tiene como objetivo modelar el proceso GTL, con parámetros críticos y variables operativas bibliográficas mediante una simulación con Aspen Plus, para mejorar la producción de hidrocarburos líquidos como alternativa energética. Se realizó una revisión de la literatura para identificar variables, parámetros y datos cinéticos validados, posteriormente se modelaron las 3 etapas del proceso: i) Generación de syngas con un ATR ii) Reacción Fischer Tropsh (FT), con un PFR (RPlug), iii) separación de los productos con unidades de enfriamiento y columnas de destilación. A partir de los datos obtenidos en la TEA 2001 de la Refinería de Esmeraldas, se llevó a cabo una evaluación integral del proceso, considerando su rendimiento, así como su factibilidad económica y ambiental. En este sentido, las variables de mayor relevancia incluyeron las temperaturas de los reactores, las presiones de operación, las composiciones químicas y la proporción H₂/CO, los análisis realizados evidenciaron una conversión de monóxido de carbono del 85 % en el proceso FT, con una relación H₂/CO de 1,45, además se determinó que la fracción molar de hidrocarburos líquidos alcanzó el 39,85 %, lo que representó un aprovechamiento energético anual de 96,384 MWh y permitió evitar la emisión de aproximadamente 5.301 toneladas de CO₂. La inversión estructural estimada fue de 1’092.265 USD con un ROI de 783% que permitiría recuperar la inversión en menos de un año bajo condiciones óptimas. El modelado del proceso GTL puede implementarse para analizar la producción de hidrocarburos líquidos y el aprovechamiento del GN para futuras aplicaciones prácticas.