Destilacion de Crudo

DESTILACION DE CRUDO
GENERAL
CRUDO:
- EL PETROLEO CRUDO ES UNA MEZCLA FORMADA POR
CIENTOS DE MILES O TAL VEZ MILLONES DE
HIDROCARBUROS.
METANO -------> NBP[2000 °F] (1095 °C)
- NORMALMENTE, CADA CRUDO ES UNA MEZCLA DE LA
PRODUCCION QUE SE OBTIENE DE CIENTOS DE POZOS
PETROLEROS.
- LA COMPOSICION VARIA DE CAMPO A CAMPO.
- CADA POZO VARIA SU COMPOSICION CON EL TIEMPO.
DATOS DISPONIBLES DECRUDOS:
ASSAY (ENSAYOS): TBP, PROPIEDADES DE LOS CORTES,
API, % AZUFRE, VISCOSIDAD, ETC.
NOTA: DEBIDO A LOS CAMBIOS DE COMPOSICION CON
RESPECTO AL TIEMPO, ENSAYOS DE MAS DE 2
AÑOS PUEDEN NO REPRESENTAR EN FORMA
ADECUADA A UN CRUDO
PRODUCTOS: CROMATOGRAFIA, DESTILACIONES D-86,
D-1160 ETC.
1
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
UNIDADES DE DESTILACION DE CRUDO:
CARACTERISTICAS
-
DIAMETROS DE LAS COLUMNAS MUY GRANDES.
VARIAN ENTRE 35 Y 50 PLATOS.
AGOTADORES DE LOS PRODUCTOS LATERALES.
DIFERENTES REFLUJOS (PUMPAROUND).
ENFRIADORES.
DECANTACION DE AGUA EN EL ACUMULADOR DE
REFLUJO.
- AGOTAMIENTO CON VAPOR.
PRIMERA ETAPA EN LA REFINACION DE PETROLEO
LA MAYORIA DE LOS CRUDOS DEBERAN SER DESALADOS
ANTES DE SER DESTILADOS
- SE ADICIONA AGUA
- SE PRECALIENTA EL CRUDO A 240°F - 300°F (115°C 150°C)
- SE APLICA UN CAMPO ELECTRICO PARA DESALAR EL
CRUDO MEDIANTE LA FORMACION DE AGUA SALINA
PRODUCTOS TIPICOS
-
LIGEROS (GASES COMBUSTIBLES)
GASOLINA
NAPHTHA
KEROSENO
DIESEL
GASOLEO ATMOSFERICO
CRUDO DESPUNTADO
2
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
CONSERVACION DE ENERGIA
DISEÑO DE UNA RED DE INTERCAMBIO DE CALOR ANTES
DEL HORNO.
AGOTAMIENTO DE LOS PRODUCTOS
CON VAPOR: DE 4 A 6 PLATOS
CON CALOR: DE 6 A 10 PLATOS
RETORNO
EXTRACCION
VENTAJAS:
SE MEJORA EL FLASH POINT O
PUNTO DE IGNICION DEBIDO A
LA REMOSION DE
COMPONENTES LIGEROS
VAPOR DE AGOTAMIENTO
VAPOR DE AGOTAMIENTO:
DE 4 A 10 Lb/BBL DE PROD.
DE 12 A 30 Kg/M3 DE PROD.
DIESEL
AGOTAMIENTO DE LOS PRODUCTOS DEL FONDO
-. AGOTA EL GASOLEO ATM DEL
RESIDUO
-. AUMENTA EL FLASH POINT O
PUNTO DE IGNICION DEL
RESIDUO
-. DISMINUYE LA PRESION PARCIAL DE LOS HIDROCARBUROS
EN LA ZONA DE FLASH
ZONA
DE
FLASH
CRUDO
VAPOR DE AGOTAMIENTO
RESIDUO ATMOSFERICO
3
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
ENFRIADORES DE REFLUJO. (PUMAROUND COOLERS)
- REMUEVE CALOR DE PARTES
INFERIORES DE LA COLUMNA
- MAS EFICIENTE SI SE REMUEVE
DE
UN
NIVEL
DE
ALTA
TEMPERATURA
-. REDUCEN LAS CARGAS
VAPOR A TRAVES DE
COLUMNA
CARGA
DE
VAPOR
DE
LA
EFECTOS DEL
ENFRIAMIENTO
LATERAL
NOTA: EL DISEÑO DE LOS ENFRIADORES DE REFLUJO DEBE DE ESTAR INTEGRADO CON LA RED
DE INTERCAMBIO DE
CALOR
FONDO
PLATO
4
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
ENFRIADORES DE REFLUJO. (PUMAROUND COOLERS)
- HAY TRES ESQUEMAS DE LOS ENFRIADORES DE REFLUJO (PUMPAROUND COOLERS) PARA EL DISEÑO DE COLUMNAS, Y SON:
VENTAJAS
REMOSION DE CALOR
A UNA TEMPERATURA
MAXIMA
EN
LA
SECCION
DESVENTAJAS
- MATA LA SECCION DE
FRACCIONAMIENTO
- REMOSION
MAXIMA
DE CALOR. NO HAY
PLATOS SECOS
- MATA LA SECCION DE
FRACCIONAMIENTO
- CONTROL SOBRE EL
- SE REMUEVEN CANTIDADES PEQUEÑAS
DE CALOR.
- EL
REFLUJO
ES
VAPORIZADO NUEVAMENTE
FLUJO. NO HAY PERDIDAS DE FRACCIONAMIENTO
5
ESQUEMA
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
OVERFLASH
- ES EL LIQUIDO QUE CAE
DEL PLATO JUSTO ARRIBA
DE LA ZONA DE FLASH
CRUDO
- SE MINIMIZA POR RAZONES DE AHORRO DE
ENERGIA
- FLUJO TIPICO:
2 A 5 % VOL LIQ DE LA
ALIMENTACION
DEL CRUDO A
LA COLUMNA
ZONA
DE
FLASH
VAPOR
RESIDUO
CONDICIONES TIPICAS DE OPERACION
- SALIDA DEL CONDENSADOR:
- DOMO DE LA COLUMNA:
3 -10 PSIG (0.21 -0.7 Kg/cm2 G)
10 - 15 PSIG (0.7 1.05 Kg/cm2 G)
- TEMPERATURA EN EL DOMO:
DEPENDE DEL PRODUCTO
DEL DOMO DE LA COLUMNA
- CAIDA DE PRESION EN LA COLUMNA: 5 PSIG (0.35 Kg/cm2 G)
- ZONA DE FLASH
< 700°F (371°C)
- TEMPERATURA EN EL FONDO : 10°F (6°C) ABAJO DE LA
TEMPERATURA EN LA ZONA
DE FLASH
6
DESTILACION DE CRUDO
GENERAL (CONT'N)
- TODA EL AGUA SE VA HACIA EL DOMO DE LA COLUMNA
PUNTOS DE CONTROL
- TEMPERATURA EN LA ZONA DE FLASH
- PUNTOS FINALES (END POINTS - ( 100 % VOL. ) DE LOS
PRODUCTOS LIGEROS
- COLOR DEL GASOLEO ATMOSFERICO (CONTENIDO DE
CARBON)
NOTA:LA TEMPERATURA AL 100 % VPL. (END POINT) DE
CUALQUIER
PRODUCTO
LATERAL,
ES
CONTROLADO MEDIANTE EL CAMBIO DE FLUJO DE
EXTRACCION DEL PRODUCTO INFERIOR MAS
PROXIMO.
7
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION
METODOLOGIA
1) TRATE DE OBTENER EL ENSAYO MAS RECIENTE DEL
CRUDO
- USE PAPEL PROBABILISTICO PARA CONTINUAR
LA CURVA TBP AL 100 % VOLUMEN. LIQUIDO
- CHEQUE O COMPARE LA PRODUCCION DE LOS
DIFERENTES PRODUCTOS CONTRA DATOS DE
PLANTA
- SI SE CUENTA CON ANALISIS DE LOS PRODUCTOS, MEZCLELOS (VER CARACTERIZACION
DE FRACCIONES DE PETROLEO, COMANDO
"BLEND") PARA REPRODUCIR LA ALIMENTACION.
- USUALMENTE SE TIENEN DATOS MUY POBRES
DEL CRUDO DESPUNTADO O RESIDUO. LA
DESTILACION D-1160 ES DE MUCHA AYUDA SI
ESTA DISPONIBLE.
NOTA: LA CARACTERIZACION INADECUADA DE
UN CRUDO ES LA DIFICULTAD MAS
GRANDE QUE SE ENCUENTRA EN LA
MAYORIA
DE
LOS
CASOS
DE
SIMULACION DE COLUMNAS DE CRUDO.
8
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
2) TRANSFIERA
SIMULACION
SUS
DATOS
A
UN
ESQUEMA
A) INCLUYA EFICIENCIAS DE PLATO
%
EFICIENCIA
DE PLATO
20 - 30
ZONA
ZONA DE AGOTAMIENTO
PLATOS
TEORICOS
(1-2)
ZONA DE FLASH-GALOLEO
30 - 40
(3-4)
GASOLEO - DIESEL
40 - 50
(4-5)
DIESEL - KEROSENO
50 - 55
(3-4)
KEROSENO - NAPHTHA
55 - 60
(4-5)
NAPHTHA – DOMOS
60 - 65
(6-8)
REFLUJOS - (PUMPAROUND)
GAS
GASOLINA
NAPHTA
KEROSENO
DIESEL
GASOLEO ATM
CRUDO
RESIDUO
VAPOR DE
AGOTAMIENTO
9
( 2 - EXT Y RET)
DE
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
B) AGOTADORES LATERALES
CON VAPOR = 2 PLATOS TEORICOS
CON CALOR = 3 A 5 PLATOS TEORICOS
C) CIRCUITOS DE REFLUJOS (PUMPAROUNDS)
USAR DOS PLATOS
- EXTRACCION
- RETORNO
NOTA: NO HAY FRACCIONAMIENTO EN PLATOS
INTERMEDIOS A LA EXTRACCION Y
RETORNO DEL PUMPAROUND, YA QUE
SOLO ES UNA SECCION DE INTERCAMBIO DE CALOR.
D) ZONA DE FLASH
ADICIONE UN PLATO ARTIFICIAL CON
INTERCAMBIADOR DE CALOR AUXILIAR
ESTO NOS PROPORCIONA UN GRADO DE LIBERTAD
ADICIONAL EN LA
SOLUCION DE LA
COLUMNA
CRUDO
10
ZONA
DE
FLASH
UN
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
E) SELECCIONE EL MODELO ADECUADO PARA EL
CONDENSADOR
- SI HAY EL SUFICIENTE VAPOR EN LA ALIMENTACION, SELECCIONE UN CONDENSADOR PARCIAL,
ESPECIFIQUE LA TEMPERATURA DEL CONDENSADOR Y DEJE QUE EL DESTILADO LIQUIDO SEA
OBTENIDO EN LA SIMULACION
- SI HAY MUY POCO VAPOR EN LA ALIMENTACION,
SELECCIONE UN CONDENSADOR TOTAL O BIEN
CON SUBENFRIAMIENTO. EN FORMA ALTERNA,
ADICIONE ALRREDEDOR DE 10 SCF/BBL (1.8
SCM/M3) DE GAS POR BARRIL DE CRUDO ( 50% C1,
50% C2 )
NOTA: EN LA MAYORIA DE LAS SIMULACIONES NO
HAY LA SUFICIENTE CANTIDAD DE LIGEROS EN
EL CRUDO, Y HAY DOS RAZONES:
- LOS LIGEROS SE PIERDEN
MUESTREO DEL CRUDO
EN
EL
- SE POLIMERIZAN EN EL HORNO
3) CORRIDA PRELIMINAR
A) ESPECIFICACIONES
FIJAR TODOS LOS FLUJOS DE LOS PRODUCTOS
EXCEPTO EL DEL DOMO.
FIJAR TAMBIEN EL OVERFLASH
11
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
B) GRADOS DE LIBERTAD
FLUJOS DE LOS PRODUCTOS LATERALES.
CARGAS TERMICAS DEL CONDENSADOR Y DEL
CALENTADOR AUXILIAR
C) ENFRIADORES
COOLERS)
DE
REFLUJO
(PUMPAROUND
FIJAR SU CARGA TERMICA A CERO
D) TODO
EL
ENFRIAMIENTO
CONDENSADOR
SERA
EN
EL
NORMALMENTE DEL 40 AL 60 % DEL
ENFRIAMIENTO A LA COLUMNA ES TOMADO DE
LOS ENFRIADORES DE REFLUJO
NOTA: ESTE ES UN CASO DE MAXIMO REFLUJO
Y FRACCIONAMIENTO, POR LO QUE SI
LA SEPARACION DE LOS PRODUCTOS
NO SON MEJORES QUE LAS OBTENIDAS
EN PLANTA, SE TENDRA QUE ADICIONAR
MAS PLATOS A EL MODELO O ESQUEMA
DE SIMULACION
E) MANUALMENTE CALCULE LAS CARGAS TERMICAS
DE LOS ENFRIADORES DE REFLUJO
Q = W • Cp • ? T
SUPONGA Cp = 0.65 BTU / (Lb • °F)
= [2.72 KJ./ (Kg • °C)]
12
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
F) CHEQUE LAS CARGAS TERMICAS DE LOS
ENFRIADORES DE REFLUJO DE LA PLANTA Y
COMPARE CON LAS OBTENIDAS EN LA SIMULACION
- LA SUMA DEBERIA SER IGUAL AL 40 - 60 % DE LA
CARGA TERMICA CALCULADA.
- UNA DISMINUCION PROGRESIVA DE LA CARGA
TERMICA DE LOS ENFRIADORES DE REFLUJO
PUEDE LLEGAR A DISPARAR (PARAR) LA PLANTA
DEBIDO A LA DISMINUCION DE CARGA DE
LIQUIDO HACIA LA ZONA DE FLASH.
4) CORRIDA FINAL CON ENFRIAMIENTO
(ENFRIADORES DE REFLUJO)
LATERAL
A) FIJE LAS CARGAS TERMICAS DE LOS ENFRIADORES DE REFLUJO (PUMPAROUNDS) Y LOS
DIFERENCIALES DE TEMPERATURA, DE ESTA
MANERA SE OBTENDRA EL FLUJO DE LA
RECIRCULACION (O REFLUJO) A LA COLUMNA
B) SI HAY DEMACIADO ENFRIAMIENTO, SE SECARAN
LOS PLATOS SUPERIORES.
3
- LIQUIDO DEL PLATO 3
DESAPARECE
4
- PARA CORREGIR FIJE
EL FLUJO DEL PLATO 3
Y CALCULE LA CARGA
TERMICA
(MEDIANTE
SIMULACION)
5
13
DESTILACION DE CRUDO
TECNICAS DE SIMULACION (CONT'N)
5) AJUSTANDO EL ESQUEMA DE SIMULACION
A) TRATAR DE COINCIDIR LAS TEMPERATURAS
EXTRACCION (PLANTA V.S. SIMULACION
DE
- EL INTERCAMBIAR PLATOS, USUALMENTE NO TRABAJA
- PROBABLEMENTE
HAY
QUE
AÑADIR
MAS
COMPONENTES HIPOTETICOS, DEBIDO A QUE LOS
CORTES DE TEMPERATURA SEAN MUY GRANDES.
B) IGUALANDO TEMPERATURAS DEL DOMO
- LA TEMPERATURA OBTENIDA EN LA SIMULACION PUEDE
SER MUY ALTA DEBIDO A:
SE OMITIERON LOS COMPONENTES LIGEROS EN LA
ALIMENTACION
EFECTO DE BULBO SECO POR ARRASTRE DE
LIQUIDO EN LOS PUNTOS DE MEDICION
C) CAMBIAR LAS ESPECIFICACIONES
DESTILACION D-86
A
PUNTOS
DE
- USAR 5 % Y 95 % EN LUGAR DE IBP (PUNTO INICIAL DE
EBULLICION) Y EP (PUNTO FINAL DE EBULLICION).
- ESTAR ATENTO A CUALQUIER INTERRELACION ENTRE
PRODUCTOS
14
DESTILACION DE CRUDO
ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS
RANGOS ASTM RECOMENDADOS
DESTILACION ATMOSFERICA (1).
PRODUCTO
MAX. NAPHTHA
EN
MAX. LT DIST
LOS
PRODUCTOS
DE
LA
MAX HVY DIST
LT. NAPHTHA
250 - 275 EP
250 - 275 EP
250 - 275 EP
HY. NAPHTHA
400 EP
325 EP
325 EP
LT. DIST.
375 - 600
300 - 600
300 - 550
HV. DIST.
575 - 675
575 - 675
525 - 675
A.G.O.
DEPENDE DE LA TEMPERATURA A LA SALIDA DEL HORNO
CRITERIOS EN EL FRACCIONAMIENTO DE LOS PRODUCTOS DE UNA
COLUMNA DE DESTILACION DE CRUDO ATMOSFERICA (1).
SEPARACION
GAP(5-95) °F
LT. NAPHTHA TO HY NAPHTHA
HY NAPHTHA TO LT. DIST.
LT. DIST. TO HV. DIST.
HV. DIST. TO A.G.O.
REFERENCIAS : (1)
+ 20 TO + 30
+25 TO + 50
0 TO 10
0 TO 10
PETROLEUM REFINERY DISTILLATION
SECOND EDITION
R.N. WATKINS
EDIT. GULF PUBLISHING COMPANY
15
DESTILACION DE CRUDO
ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS
COMBUSTIBLES PARA AVIONES A REACCION (TURBINAS)
% VOL
NORMA
ASTM
MIL-J-5624H
JP4
MIL-J-5161H
JP4
IBP
10
20
50
90
EP
D-86
D-86
D-86
D-86
D-86
D-86
290
370
470
210
180
230
325
470
RVP
POUR P.
D-323
D-1477
2.0
3.0
(D-2386) -72
S. Gr.
API
NHV
MAX - MIN
D-287
D-240
.8017 - .7507
45 57
18400
16
2.0
230
290
400
3.0
-72
.7753 - .7507
50 57
18400
DESTILACION DE CRUDO
ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS
GASOLINA (SHUSHUFINDI - PLANTA DE GAS)
NORMA
ESPECIFICACION
LIMITE
ASTM
DENSIDAD RELATIVA A 15.6 ° CD-1288
0.66
PRESION DE VAPOR REID (PSIG)
D-323
11.0
CORROSION LAMINA DE COBRE
D-130
1a
DESTILACION°
IBP
36.0
10%
46.0
50%
58.0
90%
95.0
PFE
136.0
RESIDUO, %
1.0
PERDIDA, %
1.0
GASOLINA (SHUSHUFINDI - MEZCLA FINAL)
NORMA
ESPECIFICACION
PRESION DE VAPOR REID (PSIG)
ASTM
D-323
LIMITE
11.0 MAX
DESTILACION ASTM ( °C )
10 % VOL
70 MAX
50 % VOL
130 MAX
90 % VOL
190 MAX
PUNTO FINAL
220 MAX
AZUFRE % PESO
D-1266
0.2 MAX
CORROSION LAMINA DE COBRE
D-130
Nr.1 MAX
17
DESTILACION DE CRUDO
ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS
KEROSINA
NORMA
ESPECIFICACION
ASTM
PUNTO DE INFLAMACION °C
D-56
DESTILACION ASTM ° C
D-86
LIMITE
43 MIN
A 200 ° C, % VOL
15 MIN
PUNTO FINAL
275 MAX
AZUFRE (% PESO)
D-1552
0.2 MAX
CORROSION LAMINA DE COBRE
D-130
Nr.1 MAX
COLOR SAYBOLT
D-156
18 MIN
JET FUEL
NORMA
ESPECIFICACION
ASTM
PUNTO DE INFLAMACION °C
D-56
DESTILACION ASTM ° C
D-86
LIMITE
40 MIN
10 % VOL
204 MAX
50 % VOL
232 MAX
PUNTO FINAL
300 MAX
AZUFRE TOTAL (% PESO)
D-1266
0.2 MAX
CORROSION LAMINA DE COBRE
D-130
Nr.1 MAX
PUNTO DE CONGELACION (°C)
D-2386
-50 MAX
18
DESTILACION DE CRUDO
ESPECIFICACIONES DE PRODUCTOS
DIESEL
NORMA
ESPECIFICACION
ASTM
PUNTO DE INFLAMACION °C
D-93
DESTILACION ASTM (°C)
D-86
LIMITE
55 MIN
65 % VOL
250 MAX
90 % VOL
365 MAX
AZUFRE % PESO
D-1552
0.8 MAX
VISCOSIDAD @ 37.8 °C (CSt)
D-88
2A6
RESIDUO CARBON CONRADSON
(% PESO)
D-189
0.3 MAX
19
DESTILACION DE CRUDO
PROCESS SPECIFICATION - PRODUCT ESPECIFICATIONS
FLUOR DANIEL INC.
PROJECT
P&ID
ITEM NO.
SHEET
DATE
BY
REV.
1 OF 1
14-AUG-01
MDVC
0
ESPECIFICACION
LIMITE
SIMULACION
DEST. ASTM D-86
TFE
MAX
365 - 374°F
DEST. ASTM D-86
CONG. ASTM D-2386
T.INF.ASTM D-93
TFE
°F
°F
MAX
MAX
MIN
464.0 °F
-58.0 °F
100.4 °F
DEST. ASTM D-86
DEST. ASTM D-86
T.INF. ASTM D-93
TFE
10% VOL.
°F
MAX
MAX
MIN
572.0 °F
°F
105.8 °F
DEST. ASTM D-86
T.INF.ASTM D-93
COLOR ASTM D-1500
90% VOL.
°F
MAX
MIN
MAX
653.0 °F
113.0 °F
2.5
PESO ESPECIFICO
COLOR ASTM D-1500
DEST. ASTM D-1160
DEST. ASTM D-1160
DEST ASTM D-1160
20°/4°C
TIE °F
5% VOL.
TFE °F
MIN
MAX
MIN
MAX
(1)
> 0.9
< 8.0
617.0 °F
680.0 °F
DEST. ASTM D-1160
%VOL
@ 716°F
2%
.
1.
2.
3. PRODUCTO
4.
5. GASOLINA
6.
7. TURBOSINA
8.
9.
10.
11. KEROSINA
12.
13.
14.
15. DIESEL
16.
17.
18.
19. GASOLEO
20. ATMOSFERICO
21.
22.
23.
24.
25. RESIDUO
26. ATMOSFERICO
27.
28.
29.
GAP (5-95)
30.
31.
GAP (5-95)
32.
33.
GAP (5-95)
34.
34.
GAP (5-95)
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42. NOTAS: (1)
43.
44.
45.
NORMA
TURBOSINA
- GASOLINA
°F
KEROSINA
- TURBOSINA
°F
DIESEL
- KEROSINA
°F
GASOLEO ATM.
- DIESEL
°F
20