DISEÑO DE UNA PLANTA PARA LA HIDRODESULFURACIÓN DEL DIESEL ANALISIS Y DISEÑO DE PROCESOS QUIMICOS NOMBRES:
ALMARAZ AREBALO MARIA LIZEHT
AYAVIRI CHOQUE JENNY ROCIO
BAUTISTA GARCIA DENNYS
QUISPE HUANACO LEINY MERZE
SAN MILLAN ARISPE NOELIA
INTRODUCCION
Uno de los procesos de mayor importancia dentro de los complejos industriales es el proceso de hidrodesulfuración, el cual consiste en reducir la cantidad de azufre (una impureza contaminante) que se encuentra en el petróleo desde su formación en el subsuelo. Es importante destacar que a medida que el crudo crudo es más pesado el contenido contenido de contaminantes es mayor como el azufre, por lo que se han generado diversos estudios para disminuir su contenido.
JUSTIFICACIÓN
El contenido de azufre en el diesel afecta de dos formas una con la contaminación al medio ambiente por la emisión de gases SOx de los gases producidos por la combustión, por otra parte afecta a los componentes de los motores diesel. Es por tal razón que se tomo como una opción opción quitar el azufre del diesel, con la hidrodesulfuración, reduciendo reduciendo de esta manera el contenido de azufre.
OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE AZUFRE
Adsorción
A diferencia del proceso HDS, este proceso utiliza procesos químicos de adsorción en lugar de hidrógeno para la remoción de los compuestos azufrados (produce SO2 y CO2).
Biodesulfuración
Este proceso consiste en el uso de bacterias para remover los compuestos azufrados del hidrocarburo. Para ello se combina el flujo de hidrocarburo con una mezcla de bacterias de base de agua, sosas cáustica y nutrientes bacterianas. OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE AZUFRE
Oxidación (ODS).
Este proceso involucra la formación de una emulsión de agua con diesel, para luego oxidar el azufre con un ácido catalizado. Este proceso trata preferentemente a los compuestos de azufre más difíciles de remover, pero no es adecuada para los destilados directos. CLASIFICACIÓN DEL CRUDO TIPOS DE CRUDO
GRADOS API
Condensado
Mayor de 42
Ligero
Entre 30 y 42
Mediando
Entre 20 y 29.9
Pesado
Entre 10 y 20
Extrapesado
Entre 8.2 y 10
Bitumen (alquitrán)
Menor a 8.2
HIDRODESULFURACIÓN
La hidrodesulfuración es la tecnología fisicoquímica que se lleva a cabo en la refinación del petróleo, donde el principal propósito consiste en remover los atomos de azufre contenidos en las fracciones de petróleo crudo. Con la finalidad de obtener combustibles ecológicos de mayor calidad evitando así la emisión de compuestos azufrados a la atmosfera y por ende la contaminación ambiental.
MATERIAS PRIMAS E INSUMOS
MATERIAS PRIMAS
PRINCIPALES
SECUNDARIOS
Diésel
Catalizador
Hidrógeno
NiW/Al2O3
MATERIAS PRIMAS
El diesel es un combustible líquido formado principalmente por moléculas desde el C12 a C25, que se obtiene, durante la destilación atmosférica del petróleo crudo entre los 200 – 320 °C de temperatura y posteriormente recibe un tratamiento en las unidades de hidrodesulfuración con el fin de remover el azufre.
MATERIAS PRIMAS MATERIAS PRIMAS
Debido que el diésel es una mezcla compleja de una gran cantidad de componentes, no existen datos experimentales de sus propiedades. Es por ello que es necesario estimar propiedades para un pseudo compuesto que represente en promedio las propiedades del diésel, así como estimar las propiedades de los compuestos de azufre. En el documento de referencia, Utilizando el paquete computacional Integrated Computer Aided System (ICAS version 5.0), desarrollado en la Universidad Técnica de Dinamarca.
MATERIAS PRIMAS Se estimaron las propiedades para diversos compuestos azufrados presentes en el diésel. Se seleccionó la molécula 4,6 DMDBT como el representativos de ellos. Así mismo, a falta de una caracterización detallada del diésel, y considerando que éste es una mezcla de compuestos
parafínicos y aromáticos, el diésel se simuló como una m ezcla de porcentajes de un compuesto parafínico (n-hexadecano) y un compuesto aromático (Bifenil). REACCIONES La reacción que sucede es: R - SH + 2H2 ® R - H + H2S Estas reacciones son esencialmente irreversibles bajo condiciones industriales de reacción (340425°C y 50-170 atm) Utilizaremos como catalizador la aleación NiW/Al2O3. MECANISMO DE REACCIÓN DESCRIPCION DEL PRODUCTO
El producto que se obtendrá es diésel desulfurado, con un bajo contenido de azufre de 15 ppm como una aproximación, los costos en la operación se deben al incremento en el consumo de servicios auxiliares de hidrogeno y catalizadores.
FUENTES DE MATERIAS PRIMAS E INSUMOS
Hidrogeno y diesel
PRINCIPALES CONSUMIDORES DE DIESEL
Los mayores consumidores de diesel son transportes terrestres y m arinos a nivel mundial, y en baja medida en la industria.
PRODUCTOS DEL DIESEL DESULFURADO
Diesel desulfurado
Acido sulfhídrico
Hidrocarburos ligeros
INGENIERIA DEL PROYECTO
La hidrodesulfuración es un proceso de refinamiento catalítico que usa un catalizador selectivo en combinación con una corriente en hidrógeno, para remover el azufre presente en la alimentación de diesel.
Para lograr lo mencionado la unidad de HDS se divide en las siguientes secciones de proceso:
•
Sección de reacción
•
Sección de separación
INGENIERIA DEL PROYECTO La unidad de Hidrodesulfuración recibirá una alimentación de diesel proveniente de una planta de destilación primaria.
Sección de reacción
La corriente de alimentación llega a un tanque de carga, para posteriormente pasarla a una bomba, donde se aumentará la presión y se mezclara con una corriente de hidrogeno a la misma presión con una alta temperatura. La mezcla diesel-hidrógeno entrará a un precalentador, y después a un calentador, alcanzando las condiciones adecuadas para entrar al reactor. El reactor contiene un lecho catalítico, donde el catalizador principal es de Níquel- wolfranio. En el reactor, la corriente diesel-hidrogeno reaccionará exotérmicamante y se removerá el azufre, que es convertido en sulfuro de hidrogeno. INGENIERIA DEL PROYECTO
Sección de separación
El efluente caliente del reactor se usa para intercambiar energía con la alimentación en el precalentador, pasando posteriormente a un enfriador, para luego entrar a un tanque separador de alta presión. En este tanque se separa una fase gaseosa, la cual será principalmente sulfuro de hidrogeno y los demas hidrocarburos ligero. El producto de fondo contendrá una composición menor de azufre, diesel desulfurado. El diesel obtenido en el separador de alta presión será el producto final con un menor contenido de azufre.
DIESEL 1
HIDROGO2
DIESEL1
HDS DIESEL
MEZ REACCIONANTE
MEZCLA
H2S
MEZCLA CAL-R
PRODUCTO
REACCION CAL
REACCION SEP
VAPOR
DIESEL2
MEZCLA CALIENTE
C
BALANCE DE ENERGIA MEZCLA CALIENTE
DIESEL 1
DIESEL 2
H2
H2S
HDS DIESEL
HIDROGENO
MEZCLA
MEZCLA CAL R
REACCION CAL
REACCION SEP
MEZ EACCIONADA
PRODUCTO
}
VAPOR
