Estudio de factibilidad técnico – económico para la producción de hidrógeno a partir del gas natural en el complejo Yura División - Cachimayo

Abstract

El presente estudio de factibilidad, tiene como finalidad proponer una alternativa técnica económica para producir Hidrógeno a partir del gas de Camisea y reemplazar el sistema actual de producción de Hidrógeno a partir de la Electrólisis del agua del complejo YURA S.A. División - Cachimayo - Cuzco, proceso mediante el cual se tiene el principal cuello de botella en cuanto a costo de producción se refiere, debido al alto consumo de energía (24MW). La capacidad actual de la planta de Hidrógeno es de 4550 Nm3/h; pero debido a las limitaciones de energía y al desmontaje de un electrolitor sólo se opera con 3900Nm3/h. Reemplazar esta capacidad por una planta a partir de Gas Natural, que tendría un costo aproximado de 10 millones de dólares (incluyendo montaje), resultaría antieconómico como se demostrará en el presente estudio. Como el consumo de Nitrato grado Técnico y Anfo del mercado nacional es alrededor de 360 Tn/día y la capacidad actual de la planta es de 110 Tn/día (operando solo 25 días, debido a la falta de amoníaco); la alternativa que se propone contempla alcanzar la máxima producción de diseño de la planta, 220Tn/día de Nitrato de Amonio, esto implica duplicar la producción de hidrógeno a 9100 Nm3/h; por este motivo nuestra propuesta en el presente desarrollo se basa en el estudio de una planta de 10,000 Nm3/h de Hidrógeno a partir del Gas Natural de Camisea. Para esto es necesario ampliar las Plantas de Amoníaco, Nitrógeno y de Ácido Nítrico, estudio que está en desarrollo por personal de la Empresa. Es necesario mencionar que las plantas a las que se hace referencia fueron diseñadas para ser adaptadas a una mayor capacidad, considerando que la planta de Nitrato de Amonio está diseñada para trabajar a 220Tn/día. A continuación, estudiaremos los procesos más óptimos para la producción del Hidrógeno como son el Reformado al Vapor, Oxidación Parcial y Reformado auto térmico; en esta parte se tomarán en cuenta los requerimientos de materia prima, consumos de energía facilidades de operación, pureza e inversión. Una vez seleccionado el proceso más óptimo procedemos a elegir la tecnología que nos brinde las mayores ventajas técnico económicas y que se adapte más fácilmente a la actual tecnología del complejo Cachimayo. Para esto hemos solicitado información a las empresas que desarrollan este tipo de tecnología como Linde, Haldor Topsoe, Lurgi, Krupp Uhde y Kellogg; quienes en algunos casos mostraron interés por el proyecto y nos brindaron referencias a cerca de su tecnología. Una vez seleccionada la tecnología hemos procedido a su estudio termodinámico y dimensionamiento de los equipos claves del proceso, en base a un programa de cálculos en ingeniería Química (Desing II). La parte final muestra una evaluación económica donde se determinará qué tan factible es el proyecto.