Análisis de las simulaciones del proceso de deshidratación del gas natural con Aspen Hysys y Aspen Plus

El gas natural ha tomado un rol estratégico importante en el suministro de energía a nivel mundial como consecuencia de la creciente demanda global de energía. El agua es probablemente el componente indeseable más común en el gas natural no tratado ya que su presencia puede ocasionar la formación de hidratos y problemas de corrosión. Debido a las potenciales consecuencias costosas, el gas debe ser sometido a procesos de acondicionamiento a fin de alcanzar las especificaciones requeridas para su venta, transporte hacia los centros de distribución y consumo final. En los últimos años, la simulación de procesos está jugando un papel muy importante en la industria del gas y petróleo como una herramienta adecuada y oportuna para el diseño, caracterización, optimización y monitoreo del funcionamiento de procesos industriales. En el presente trabajo se describe el desarrollo de dos simulaciones estacionarias del proceso de deshidratación de gas natural por absorción con trietilenglicol (TEG), empleando los simuladores comerciales de procesos Aspen HYSYS V8.3 y Aspen PLUS V8.2. La composición del gas natural, la configuración del proceso y las condiciones de operación empleadas en los cálculos y la simulación son típicas de los yacimientos y plantas de acondicionamiento de la provincia de Salta (Argentina).

Identificación de redes nacionales y mundiales de distribución de petróleo y gas natural y su relación con la conformación de comunidades

El presente proyecto investiga la relación entre las organizaciones con el medio y marketing, para lo cual se debe mencionar el conflicto de intereses de la comunidad y de la organización, y como se intenta percibir a la organización como un buen vecino dentro de la comunidad. A su vez éste estudio cuenta con objetivos basados en la identificación de redes de distribución de petróleo y gas natural, tanto nacionales como internacionales, para así abarcar un sector estratégico más preciso, y mostrar las relación entre las organizaciones y la conformación de comunidades. Se tienen en cuenta factores elementales en el estudio de este sector energético, como son sus principales componentes, así como un marco teórico específico que permita desarrollar el concepto de conformación de comunidades para lograr una exitosa aplicación del mismo. Del mismo modo se incluirán temas relacionados con marketing, pero desde un punto de vista más cercano a la comunidad, tomando los medios y el marketing como un concepto más importante en el impacto de las organizaciones en la comunidad, es decir tomando el concepto de marketing como aquellas comunidades que rodean las organizaciones, como éstas dos interactúan, y que impactos tienen una sobre la otra. De la misma manera se tienen resultados en cuanto a planteamientos más profundos sobre conceptos de marketing que no son desarrollados muy a menudo, los cuales conservan su esencia fundamental y siguen impactando en silencio a las organizaciones, pero que si lo estudiamos y aprovechamos de algún modo lograremos beneficios para nuestra organización y para los intereses colectivos.

Percepción de los trabajadores acerca de la seguridad en el trabajo en una empresa del sector de gas natural en Casanare

Introducción: La percepción puede ser considerada principalmente como un grupo de procesos internos en las personas que genera en los observadores una representación mental del entorno. Percibir es adelantarse al suceso, a lo que puede llegar a suceder, determinando lo que puede ser un peligro a nuestra seguridad y salud. Objetivo: El presente estudio tiene como objetivo determinar la percepción de los trabajadores acerca de la seguridad en el trabajo en áreas de procesos automatizados y mecánicas en una empresa del sector de gas natural en el departamento de Casanare, Colombia 2016. Metodología: Se llevó a cabo un estudio de corte transversal en 50 trabajadores de una empresa del sector de gas natural en Casanare. Se uttilizó el Cuestionario nórdico NOSACQ-50-Spanish, instrumento validado para evaluar la percepción acerca de la seguridad y salud en el lugar de trabajo. Se incluyeron variables sociodemográficas, laborales y las relacionadas con la percepción de la seguridad en el lugar del trabajo. Para el análsiis estadistico se calcularon medidas de tendencia central y de dispersión. El estudio de la percepción de seguridad tuvo como puntos de corte: < 2,5 mala percepción y > 2,5 buena percepción. Se emplearon pruebas de asociación X2 o test exacto de Fisher (valores esperados <5) y medidas de asociación OR con sus intervalos de confianza del 95% y se usaron modelos de regresión lineal. Resultados: El total de trabajadores fue de 50 personas, el 76% correspondió al sexo masculino y la mayor distribución se presentó en áreas mecánicas con 52% frente al 48% que se encontró en áreas automatizadas. Se halló asociación estadísticamente significativa entre las variables sociodemográficas área/sexo (Pr = 0,016), indicando que a los trabajadores de sexo femenino se les ubican en el área mecánica mientras que los de sexo masculino, laboran en todas las áreas sin darle relevancia al género. También se encontró asociación con las variables área/año de nacimiento (Pr =0.022), indicando que en el área automatizada se dejan profesionales con promedio de edad de 32 años, por el tipo de requisitos en competencias que exigen para ejecutar las labores. Para las demás variables ocupacionales que evaluaron la percepción de seguridad frente al trabajo, no se encontró asociación significativa. Conclusión: Los resultados permiten realizar acciones en pro de mejorar la percepción de los trabajadores dentro de la organización. Se podrán desarrollar programas de seguridad y salud en el trabajo, que respondan de manera efectiva a los peligros laborales detectados.

Ihwg-μnir: A Miniaturised Near-infrared Gas Sensor Based On Substrate-integrated Hollow Waveguides Coupled To A Micro-nir-spectrophotometer.

A miniaturised gas analyser is described and evaluated based on the use of a substrate-integrated hollow waveguide (iHWG) coupled to a microsized near-infrared spectrophotometer comprising a linear variable filter and an array of InGaAs detectors. This gas sensing system was applied to analyse surrogate samples of natural fuel gas containing methane, ethane, propane and butane, quantified by using multivariate regression models based on partial least square (PLS) algorithms and Savitzky-Golay 1(st) derivative data preprocessing. The external validation of the obtained models reveals root mean square errors of prediction of 0.37, 0.36, 0.67 and 0.37% (v/v), for methane, ethane, propane and butane, respectively. The developed sensing system provides particularly rapid response times upon composition changes of the gaseous sample (approximately 2 s) due the minute volume of the iHWG-based measurement cell. The sensing system developed in this study is fully portable with a hand-held sized analyser footprint, and thus ideally suited for field analysis. Last but not least, the obtained results corroborate the potential of NIR-iHWG analysers for monitoring the quality of natural gas and petrochemical gaseous products.

Optimisation of environmental gas cleaning routes for solid wastes cogeneration systems. Part II - Analysis of waste incineration combined gas/steam cycle

In the first paper of this paper (Part I), conditions were presented for the gas cleaning technological route for environomic optimisation of a cogeneration system based in a thermal cycle with municipal solid waste incineration. In this second part, an environomic analysis is presented of a cogeneration system comprising a combined cycle composed of a gas cycle burning natural gas with a heat recovery steam generator with no supplementary burning and a steam cycle burning municipal solid wastes (MSW) to which will be added a pure back pressure steam turbine (another one) of pure condensation. This analysis aims to select, concerning some scenarios, the best atmospheric pollutant emission control routes (rc) according to the investment cost minimisation, operation and social damage criteria. In this study, a comparison is also performed with the results obtained in the Case Study presented in Part I. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Exergy-based method for analyzing the composition of the electricity cost generated in gas-fired combined cycle plants

The proposed method to analyze the composition of the cost of electricity is based on the energy conversion processes and the destruction of the exergy through the several thermodynamic processes that comprise a combined cycle power plant. The method uses thermoeconomics to evaluate and allocate the cost of exergy throughout the processes, considering costs related to inputs and investment in equipment. Although the concept may be applied to any combined cycle or cogeneration plant, this work develops only the mathematical modeling for three-pressure heat recovery steam generator (HRSG) configurations and total condensation of the produced steam. It is possible to study any n x 1 plant configuration (n sets of gas turbine and HRSGs associated to one steam turbine generator and condenser) with the developed model, assuming that every train operates identically and in steady state. The presented model was conceived from a complex configuration of a real power plant, over which variations may be applied in order to adapt it to a defined configuration under study [Borelli SJS. Method for the analysis of the composition of electricity costs in combined cycle thermoelectric power plants. Master in Energy Dissertation, Interdisciplinary Program of Energy, Institute of Eletro-technical and Energy, University of Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil, 2005 (in Portuguese)]. The variations and adaptations include, for instance, use of reheat, supplementary firing and partial load operation. It is also possible to undertake sensitivity analysis on geometrical equipment parameters. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Factors controlling the origin of gas in Australian Bowen Basin coals

Open system pyrolysis (heating rate 10 degrees C/min) of coal maturity (vitrinite reflectance, VR) sequence (0.5%, 0.8% and 1.4% VR) demonstrates that there are two stages of thermogenic methane generation from Bowen Basin coals. The first and major stage shows a steady increase in methane generation maximising at 570 degrees C, corresponding to a VR of 2-2.5%. This is followed by a less intense methane generation which has not as yet maximised by 800 degrees C (equivalent to VR of 5%). Heavier (C2+) hydrocarbons are generated up to 570 degrees C after which only the C-1 (CH4, CO and CO2) gases are produced. The main phase of heavy hydrocarbon generation occurs between 420 and 510 degrees C. Over this temperature range,methane generation accounts for only a minor component, whereas the wet gases (C-2-C-5) are either in equal abundance or are more abundant by a factor of two than the liquid hydrocarbons. The yields of non-hydrocarbon gases CO2 and CO are greater then methane during the early stages of gas generation from an immature coal, subordinate to methane during the main phase of methane generation after which they are again dominant. Compositional data for desorbed and produced coal seam gases from the Bowen show that CO2 and wet gases are a minor component. This discrepancy between the proportion of wet gas components produced during open system pyrolysis and that observed in naturally matured coals may be the result of preferential migration of wet gas components, by dilution of methane generated during secondary cracking of bitumen, or kinetic effects associated with different activations for production of individual hydrocarbon gases. Extrapolation of results of artificial pyrolysis of the main organic components in coal to geological significant heating rates suggests that isotopically light methane to delta(13)C of -50 parts per thousand can be generated. Carbon isotope depletions in C-13 are further enhanced, however, as a result of trapping of gases over selected rank levels (instantaneous generation) which is a probable explanation for the range of delta(13)C values we have recorded in methane desorbed from Bowen Basin coals (-51 +/- 9 parts per thousand). Pervasive carbonate-rich veins in Bowen Basin coals are the product of magmatism-related hydrothermal activity. Furthermore, the pyrolysis results suggest an additional organic carbon source front CO2 released at any stage during the maturation history could mix in varying proportions with CO2 from the other sources. This interpretation is supported by C and O isotopic ratios, of carbonates that indicate mixing between magmatic and meteoric fluids. Also, the steep slope of the C and O isotope correlation trend suggests that the carbonates were deposited over a very narrow temperature interval basin-wide, or at relatively high temperatures (i.e., greater than 150 degrees C) where mineral-fluid oxygen isotope fractionations are small. These temperatures are high enough for catagenic production of methane and higher hydrocarbons from the coal and coal-derived bitumen. The results suggests that a combination of thermogenic generation of methane and thermodynamic processes associated with CH4/CO2 equilibria are the two most important factors that control the primary isotope and molecular composition of coal seam gases in the Bowen Basin. Biological process are regionally subordinate but may be locally significant. (C) 1998 Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

O impacto energético e as emissões de CO2 dos veículos eléctricos em Portugal

Para a diminuição da dependência energética de Portugal face às importações de energia, a Estratégia Nacional para a Energia 2020 (ENE 2020) define uma aposta na produção de energia a partir de fontes renováveis, na promoção da eficiência energética tanto nos edifícios como nos transportes com vista a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. No campo da eficiência energética, o ENE 2020 pretende obter uma poupança energética de 9,8% face a valores de 2008, traduzindo-se em perto de 1800 milhões de tep já em 2015. Uma das medidas passa pela aposta na mobilidade eléctrica, onde se prevê que os veículos eléctricos possam contribuir significativamente para a redução do consumo de combustível e por conseguinte, para a redução das emissões de CO2 para a atmosfera. No entanto, esta redução está condicionada pelas fontes de energia utilizadas para o abastecimento das baterias. Neste estudo foram determinados os consumos de combustível e as emissões de CO2 de um veículo de combustão interna adimensional representativo do parque automóvel. É também estimada a previsão de crescimento do parque automóvel num cenário "Business-as-Usual", através dos métodos de previsão tecnológica para o horizonte 2010-2030, bem como cenários de penetração de veículos eléctricos para o mesmo período com base no método de Fisher- Pry. É ainda analisado o impacto que a introdução dos veículos eléctricos tem ao nível dos consumos de combustível, das emissões de dióxido de carbono e qual o impacto que tal medida terá na rede eléctrica, nomeadamente no diagrama de carga e no nível de emissões de CO2 do Sistema Electroprodutor Nacional. Por fim, é avaliado o impacto dos veículos eléctricos no diagrama de carga diário português, com base em vários perfis de carga das baterias. A introdução de veículos eléctricos em Portugal terá pouca expressão dado que, no melhor dos cenários haverão somente cerca de 85 mil unidades em circulação, no ano de 2030. Ao nível do consumo de combustíveis rodoviários, os veículos eléctricos poderão vir a reduzir o consumo de gasolina até 0,52% e até 0,27% no consumo de diesel, entre 2010 e 2030, contribuindo ligeiramente uma menor dependência energética externa. Ao nível do consumo eléctrico, o abastecimento das baterias dos veículos eléctricos representará até 0,5% do consumo eléctrico total, sendo que parte desse abastecimento será garantido através de centrais de ciclo combinado a gás natural. Apesar da maior utilização deste tipo de centrais térmicas para produção de energia, tanto para abastecimento das viaturas eléctricas, como para o consumo em geral, verifica-se que em 2030, o nível de emissões do sistema electroprodutor será cerca de 46% inferior aos níveis registados em 2010, prevendo-se que atinja as 0,163gCO2/kWh produzido pelo Sistema Electroprodutor Nacional devido à maior quota de produção das fontes de energia renovável, como o vento, a hídrica ou a solar.

An heuristic approach for optimal location of gas supply units in transportation system

The best places to locate the Gas Supply Units (GSUs) on a natural gas systems and their optimal allocation to loads are the key factors to organize an efficient upstream gas infrastructure. The number of GSUs and their optimal location in a gas network is a decision problem that can be formulated as a linear programming problem. Our emphasis is on the formulation and use of a suitable location model, reflecting real-world operations and constraints of a natural gas system. This paper presents a heuristic model, based on lagrangean approach, developed for finding the optimal GSUs location on a natural gas network, minimizing expenses and maximizing throughput and security of supply.The location model is applied to the Iberian high pressure natural gas network, a system modelised with 65 demand nodes. These nodes are linked by physical and virtual pipelines – road trucks with gas in liquefied form. The location model result shows the best places to locate, with the optimal demand allocation and the most economical gas transport mode: by pipeline or by road truck.

Análise do efeito de implementação de armazenamento térmico em banco de gelo e armazenamento elétrico em baterias Sódio-Enxofre (NaS) sobre o custo de exploração de edifícios de serviços

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Redes de distribuição de gás natural: projeto e desenvolvimento

Atualmente o gás natural é a principal fonte de energia utilizada pela maioria dos europeus nos setores doméstico, terciário e industrial. É considerado a alternativa energética do futuro e a mais ecologicamente correta de que podemos dispor, numa escala compatível com as elevadas necessidades energéticas da Humanidade a nível global. Aliado a estes factos, surgem cada vez mais regras de boa prática, normas e legislação, nomeadamente especificações técnicas de forma a regular o setor e dotar as entidades intervenientes na conceção e controlo de uma instalação de rede de gás, de um conhecimento mais detalhado e atualizado sobre esta matéria. Esta dissertação pretende assim contribuir para a melhoria e modernização do desempenho de todos os que exercem funções neste setor, com vista ao aperfeiçoamento da qualidade e utilidade dos seus serviços. Este trabalho reúne o conjunto de informação técnica presente na legislação e normas de forma a preencher a eventual falha do conhecimento neste ramo por parte destes profissionais dotando-os de um conhecimento mais aprofundado, de modo a que possam executar corretamente e de forma eficaz o seu trabalho. Por outro lado, esta dissertação tem como objetivo o projeto e desenvolvimento de uma rede de distribuição de gás natural aplicado a três redes concretas: rede de distribuição, edifício e moradia. A conceção do projeto de instalação de gás inicia-se com a recolha de informação, seguindo-se o desenvolvimento do estudo do traçado. Assim, estão reunidas as condições para dimensionar e providenciar a escolha de materiais mais adequados para a execução da obra. A metodologia de dimensionamento adotada teve por base a equação dos gases perfeitos e a fórmula de Renouard simplificada, encontrando-se implementada numa folha de cálculo. Esta ferramenta de cálculo aliada à metodologia permite realizar de forma expedita o correto dimensionamento de uma rede de gás, bem como apurar se a velocidade de escoamento se encontra em conformidade com o definido no projeto.

Modelização do despacho económico de Gás Natural

Com as variações e instabilidade dos preços do petróleo, assim como as políticas europeias para adoção de estratégias para o desenvolvimento sustentável, têm levado à procura de forma crescente de novas tecnologias e fontes de energia alternativas. Neste contexto, tem-se assistido a políticas energéticas que estimulam o aumento da produção e a utilização do gás natural, visto que é considerado uma fonte de energia limpa. O crescimento do mercado do gás natural implica um reforço significativo das redes de transporte deste combustível, quer ao nível do armazenamento e fornecimento, quer ao nível dos gasodutos e da sua gestão. O investimento em gasodutos de transporte implica grandes investimentos, que poderiam não ser remunerados da forma esperada, sendo um dos motivos para que exista em Portugal cinco distritos se veem privados deste tipo de infraestruturas. O transporte de gás natural acarreta custos elevados para os consumidores, tanto maiores quanto maior forem as quantidades de gás transacionadas e quanto maior for o percurso pelo gás natural percorrido. Assim assume especial importância a realização de um despacho de gás natural: quais as cargas que cada unidade de fornecimento de gás irá alimentar, qual a quantidade de gás natural que cada UFGs deve injetar na rede, qual o menor percurso possível para o fazer, o tipo de transporte que será utilizado? Estas questões são abordadas na presente dissertação, por forma a minimizar a função custo de transporte, diminuindo assim as perdas na rede de alta pressão e os custos de transporte que serão suportados pelos consumidores. A rede de testes adotada foi a rede nacional de transporte, constituída por 18 nós de consumos, e os tipos de transporte considerados, foram o transporte por gasoduto físico e o transporte através de gasoduto virtual – rotas de transporte rodoviário de gás natural liquefeito. Foram criados diversos cenários, baseados em períodos de inverno e verão, os diferentes cenários abrangeram de forma distinta as variáveis de forma a analisar os impactos que estas variáveis teriam no custo relativo ao transporte de gás natural. Para dar suporte ao modelo de despacho económico, foi desenvolvida uma aplicação computacional – Despacho_GN com o objetivo de despachar as quantidades de gás natural que cada UFG deveria injetar na rede, assim como apresentar os custos acumulados relativos ao transporte. Com o apoio desta aplicação foram testados diversos cenários, sendo apresentados os respectivos resultados. A metodologia elaborada para a criação de um despacho através da aplicação “Despacho_GN” demonstrou ser eficiente na obtenção das soluções, mostrando ser suficientemente rápida para realizar as simulações em poucos segundos. A dissertação proporciona uma contribuição para a exploração de problemas relacionados com o despacho de gás natural, e sugere perspectivas futuras de investigação e desenvolvimento.

Molecular simulation of gas adsorption equilibria in nanoporous materials

This work is divided into two distinct parts. The first part consists of the study of the metal organic framework UiO-66Zr, where the aim was to determine the force field that best describes the adsorption equilibrium properties of two different gases, methane and carbon dioxide. The other part of the work focuses on the study of the single wall carbon nanotube topology for ethane adsorption; the aim was to simplify as much as possible the solid-fluid force field model to increase the computational efficiency of the Monte Carlo simulations. The choice of both adsorbents relies on their potential use in adsorption processes, such as the capture and storage of carbon dioxide, natural gas storage, separation of components of biogas, and olefin/paraffin separations. The adsorption studies on the two porous materials were performed by molecular simulation using the grand canonical Monte Carlo (μ,V,T) method, over the temperature range of 298-343 K and pressure range 0.06-70 bar. The calibration curves of pressure and density as a function of chemical potential and temperature for the three adsorbates under study, were obtained Monte Carlo simulation in the canonical ensemble (N,V,T); polynomial fit and interpolation of the obtained data allowed to determine the pressure and gas density at any chemical potential. The adsorption equilibria of methane and carbon dioxide in UiO-66Zr were simulated and compared with the experimental data obtained by Jasmina H. Cavka et al. The results show that the best force field for both gases is a chargeless united-atom force field based on the TraPPE model. Using this validated force field it was possible to estimate the isosteric heats of adsorption and the Henry constants. In the Grand-Canonical Monte Carlo simulations of carbon nanotubes, we conclude that the fastest type of run is obtained with a force field that approximates the nanotube as a smooth cylinder; this approximation gives execution times that are 1.6 times faster than the typical atomistic runs.

Development of new membranes based on ionic liquid materials for gas separation

In the field of energy, natural gas is an essential bridge to a clean, low carbon, renewable energy era. However, natural gas processing and transportation regulation require the removal of contaminant compounds such as carbon dioxide (CO2). Regarding clean air, the increasing atmospheric concentrations of greenhouse gases, specifically CO2, is of particular concern. Therefore, new costeffective, high performance technologies for carbon capture have been researched and the design of materials with the ability to efficiently separate CO2 from other gases is of vital importance.(...)

A structured inventory of spiders (Arachnida, Araneae) in natural and artificial forest gaps at Porto Urucu, Western Brazilian Amazonia

A preliminary survey of the spider fauna in natural and artificial forest gap formations at “Porto Urucu”, a petroleum/natural gas production facility in the Urucu river basin, Coari, Amazonas, Brazil is presented. Sampling was conducted both occasionally and using a protocol composed of a suite of techniques: beating trays (32 samples), nocturnal manual samplings (48), sweeping nets (16), Winkler extractors (24), and pitfall traps (120). A total of 4201 spiders, belonging to 43 families and 393 morphospecies, were collected during the dry season, in July, 2003. Excluding the occasional samples, the observed richness was 357 species. In a performance test of seven species richness estimators, the Incidence Based Coverage Estimator (ICE) was the best fit estimator, with 639 estimated species. To evaluate differences in species richness associated with natural and artificial gaps, samples from between the center of the gaps up to 300 meters inside the adjacent forest matrix were compared through the inspection of the confidence intervals of individual-based rarefaction curves for each treatment. The observed species richness was significantly higher in natural gaps combined with adjacent forest than in the artificial gaps combined with adjacent forest. Moreover, a community similarity analysis between the fauna collected under both treatments demonstrated that there were considerable differences in species composition. The significantly higher abundance of Lycosidae in artificial gap forest is explained by the presence of herbaceous vegetation in the gaps themselves. Ctenidae was significantly more abundant in the natural gap forest, probable due to the increase of shelter availability provided by the fallen trees in the gaps themselves. Both families are identified as potential indicators of environmental change related to the establishment or recovery of artificial gaps in the study area.