Diseño de una unidad de generación de energía a partir de gas de antorcha (flare gas) para cubrir la demanda eléctrica en una planta de procesamiento de gas natural

Abstract

La investigación analiza el aprovechamiento energético del gas de antorcha generado en una planta de procesamiento de gas natural mediante el diseño de una unidad de recuperación y generación de energía, considerando su importancia en la seguridad operativa, la eficiencia energética y la reducción de emisiones atmosféricas. El objetivo principal fue diseñar una unidad de generación eléctrica a partir de gas de antorcha para cubrir la demanda energética de la planta, evaluando adicionalmente un sistema de preenfriamiento, la disminución de emisiones de dióxido de carbono y la viabilidad económica del proyecto. La metodología empleó el diseño y simulación de procesos mediante el software Aspen HYSYS, utilizando como flujo base gas de antorcha proveniente de una planta peruana de procesamiento de gas natural. Se desarrolló una unidad de cogeneración basada en los ciclos termodinámicos de Brayton y Rankine, comparándose dos escenarios: la quema convencional en antorcha y el aprovechamiento del gas para generación eléctrica. Los resultados evidenciaron que el sistema propuesto permite cubrir el 50 % de la demanda eléctrica de la planta, con un excedente energético de 10,6 % y una eficiencia térmica de 44,53 %. Asimismo, el sistema de preenfriamiento incrementó la eficiencia térmica en 0,27 %. La evaluación económica mostró un Valor Actual Neto de US$ 4 861 060, una Tasa Interna de Retorno de 32,4 % y un periodo de recuperación aproximado de tres años, confirmando la viabilidad técnica, energética y económica de la propuesta.