Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16711
Título : Simulación y validación de un sistema de destilación para la separación de azeótropos de co2-etano en procesos mejorados de recuperación de petróleo
Autor : Dávila Arteaga, Wendy Estefanía
Director(es): Chuquin Vasco, Daniel Antonio
Tribunal (Tesis): Chuquin Vasco, Juan Pablo
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;INGENIERÍA QUÍMICA;AZEÓTROPO;DESTILACIÓN EXTRACTIVA;GAS NATURAL;DWSIM (SOFTWARE);MATLAB (SOFTWARE);REDES NEURONALES ARTIFICIALES (RNA)
Fecha de publicación : 21-jul-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Dávila Arteaga, Wendy Estefanía. (2020). Simulación y validación de un sistema de destilación para la separación de azeótropos de co2-etano en procesos mejorados de recuperación de petróleo. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;96T00213
Abstract : The purpose of this research was to replicate and validate an alternative extractive distillation system for CO2-ethane azeotrope separation during the natural gas treatment process, which provides a vital basis for the design of an artificial neural network (ANN) which can predict the mole fractions of the main products obtained. For the development of the ANN, a database was generated from a simulation in the free software DWSIM. The sample consists of 130 data with three inputs: pressure, temperature, and solvent/feed ratio, and their corresponding six outputs: the molar fraction of distilled CO2 and residual ethane in the extraction column, the molar fraction of distilled ethane and residual propane in the solvent recovery column, and the molar fraction of distilled ethane and residual ethane in the concentrator column. The network was designed in MATLAB using 80 hidden neurons in its architecture and the Bayesian regularization algorithm for training. A mean squared error (MSE) value of 0.0036 and a total regression coefficient of 0.95546 were obtained. The network was validated employing a comparative statistical analysis obtaining 95% reliability. The simulation allowed the removal of 95.6% of CO2 present in natural gas and 91.56% of ethane was recovered. Moreover, part of the Natural Gas Liquids (LGN) from the recovery column was used as a solvent without the need to resort to an external one. This proposal proved to be more efficient than the conventional model reducing 10% of total annual and operating costs without compromising the desired purification and reducing energy consumption. It is recommended to extend the ANN learning degree with new input and output parameters so that it becomes a more didactic complete computational tool and serves as a case study of various chemical and/or industrial processes.
Resumen : El propósito de la presente investigación fue simular y validar un sistema alternativo de destilación extractiva para separar azeótropos de CO2-etano durante el tratamiento de gas natural, mismo que sirve de base para el diseño de una red neuronal artificial (RNA) capaz de predecir las fracciones molares de los principales productos obtenidos. Para el desarrollo de la RNA se generó una base de datos a partir de la simulación en el software libre DWSIM. La muestra consta de 130 datos con tres entradas: presión, temperatura y relación solvente/alimentación, y sus correspondientes seis salidas: fracción molar del CO2 destilado y del etano residual en la columna de extracción, fracción molar del etano destilado y del propano residual en la columna de recuperación de solvente y fracción molar del etano tanto destilado como residual en la columna concentradora. La red se diseñó en MATLAB empleando 80 neuronas ocultas en su arquitectura y el algoritmo de regularización Baysesian para el entrenamiento. Se obtuvo un valor de MSE de 0,0036 y un coeficiente de regresión total de 0,95546. La red se validó mediante un análisis estadístico comparativo obteniéndose un 95% de confiabilidad. La simulación permitió remover el 95,6% de CO2 presentes en el gas natural y se recuperó un 91,56% de etano. A su vez, parte de los LGN de la columna de recuperación, fueron utilizados como solvente sin necesidad de recurrir a uno externo. Esta propuesta demostró ser más eficiente que el modelo convencional, reduciendo un 10% de los costos anuales totales y operativos sin comprometer la purificación deseada y reduciendo el consumo energético. Se recomienda ampliar el grado de aprendizaje de la RNA con nuevos parámetros de entrada y salida para que se convierta en una herramienta computacional más didáctica, completa, y sirva para el estudio de diversos procesos químicos y/o industriales.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16711
Aparece en las colecciones: Ingeniero/a Químico/a

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
96T00213.pdf2,47 MBAdobe PDFVista previa
Visualizar/Abrir


Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons Creative Commons