República bolivariana de Venezuela Universidad del Zulia Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química Ecología y Contaminacin!
Realizado por" #aca C$ %aría & %ontiel V$ 'esús (
)ro*esora" +u,er -abroudi -abroudi
%aracaibo$ . de %ayo del /012
COMPLEJO PETROQUIMICO ANA MARIA CAMPOS Ubicado en la Costa oriental del lago de %aracaibo del estado Zulia$ a pocos 3ilmetros al norte de 4os )uertos de <agracia$ este comple5o tradicionalmente denominado 6El 7ablazo8 por su ubicacin en la Zona del %unicipio %iranda$ se e9tiende sobre un :rea industrial de ;2;
PROCESO PRODUCTIVO PLANTA DE OLEFINAS I y II: Fue dise>ada con una capacidad de produccin de =2= 7%( de Etileno y ,asta /;0 7%( de )ropileno! &ctualmente la planta ?le*inas I produce
[email protected] 7%A%es de Etileno y .2=0 7%A%es de )ropileno$ mientras Bue la planta ?le*inas II produce @;2000 7%& de Etileno y 1@000 7%& de )ropileno adem:s de 7%A, de gasolina y /00 3gA, de aceite pesado! El Etileno es consumido totalmente en El 7ablazo por las plantas productoras de resinas pl:sticas D)olietileno de ba5a densidad$ )olietileno de alta densidad y Cloruro de )olivinilo! El )ropileno es utilizado en El 7ablazo para la manu*actura de tetr:mero de )ropileno y los e9cedentes son enviados al e9terior para su conversin D%aBuilado en )olipropileno$ Bue luego )eBuiven distribuye al mercado nacional! )ara el proceso de produccin de Etileno y )ropileno se utilizan tres secciones principales" a) Pirolisis: Esta seccin est: *ormada por oc,o ,ornos donde en *orma separada se descomponen por altas temperaturas D)irolisis o craBueo el Etano y el )ropano$ mezclados con vapor de agua! En los ,ornos se producen Etileno$ )ropileno y otros subproductos! El e*luente de los ,ornos pasa por tubos$ donde el calor generado se utiliza para producir vapor de agua y los gases son en*riados! )osteriormente$ por contacto directo con agua en una torre de depuracin se eliminan los slidos y polímeros aceitosos$ y se concluye el proceso de en*riamiento de los gases antes de comprimidos!
b) Comprsi!"# La$a%o &a's(i&o# &o"$rsi!" % a&(il"o y s&a%o: 4os gases ya depurados se comprimen durante cuatro etapas! 4os líBuidos *ormados en las tres primera etapas de compresin se colectan y son despo5ados en una torre a *in de obtener el primer subproducto del proceso" El (ripoleno$ especie de gasolina rica en arom:ticos y diole*inas! 4uego de la tercera etapa de compresin$ los gases son tratados con soda c:ustica en contracorriente para eliminarles el di9ido de carbono presente$ despus
son pasados por un reactor donde se ,idrogenan las cantidades de acetileno igualmente presentes! &ntes de entrar en la cuarta etapa de compresin$ al gas se le elimina tambin el vapor de agua Bue pudiera contenerG esto se logra utilizando tamices moleculares en torres de secado!
&) Fra&&io"ami"(o a baa (mpra('ra: & la salida de la cuarta etapa de compresin el gas pasa por di*erentes torres de destilacin donde se somete a procesos de re*rigeracin y *raccionamiento a ba5a temperatura para obtener los productos según las purezas reBueridas" Etileno al HH$H molar y )ropileno al H2$2 molar! 4os productos de la planta de ole*inas se almacenan como líBuidos a ba5as temperaturas!
)roceso )roductivo ?le*inas II
PLANTA DE CLORO*SODA: Esta planta *ue puesta en marc,a a *inales de 1H.! 7iene una capacidad instalada para producir 11@ 7%( de cloruro gaseoso$ 1/ 7%( de soda c:ustica al 20 y 207%( de :cido clor,ídrico al @0! Como subproducto$ la planta produce ,asta 1@ 7%( de ,ipoclorito de sodio! El proceso utiliza como materia prima la sal común DCloruro de +odio de la Bue se consumen$ apro9imadamente$ /00 7%(! 4a sal llega al comple5o por vía marítima desde 4as +alinas de &raya$ Estado +ucre!El proceso de produccin de Cloro y de +oda C:ustica consiste en la
descomposicin electrolítica de la salmuera D+olucin de cloruro de sodio en celdas Bue usan :nodos de titanio y c:todos de mercurio! El :cido clor,ídrico se obtiene en una unidad donde reaccionan el ,idrgeno$ como subproducto en la *ormacin de la +oda C:ustica$ y el Cloro gaseoso Bue proviene *undamentalmente de la desgasi*icacin de los tanBues de almacenamiento de Cloro líBuido! El Cloro producido est: destinado casi en su totalidad a la planta de cloruro de polivinilo D)VC con5untamente con el Etileno de la planta de ole*inas! El resto es consumido por el Instituto Jacional de ?bras +anitarias DIJ?+ para el tratamiento de aguas domsticas! )arte de la soda c:ustica producida es usada en el comple5o y el resto se destina al consumo nacional en las industrias te9tiles$ papeleras$ de 5abn$ la industria petrolera$ Buímica y otras! (urante la operacin de la planta se producen lodos$ gases y e*luentes líBuidos Bue son tratados para eliminarles cualBuier contaminante Bue pudiera a*ectar la *lora y la *auna del 4ago de %aracaibo! Es de sumo inters para )eBuiven Bue todos sus e*luentes cumplan especi*icaciones aceptables$ de acuerdo a las normas establecidas!
)roceso )roductivo CloroK+oda
MANAJO DE EFLUENTES DE LA PLANTA CLORO SODA: El ob5etivo del sistema de neutralizacin es obtener e*luentes con8p<8 en el rango de .KH para cumplir con los reBuerimientos de la planta de atamiento central de e*luentes del comple5o Zulia! El sistema estar: constituido por las siguientes unidades *osa de bombeos de e*luentes Buímicos$ *osa de ,omogeneizacin$ *osa de neutralizacin y *osa de recuperacin de salmuera!
L La +osa % bombo % +l'"(s ,'-mi&os: 7iene como *inalidad colectar por gravedad todos aBuellos e*luentes de la planta Bue se recogen en tanBuilla$ para posteriormente ser bombeados a la *osa de ,omogeneizacin! •
Fosa % .omo/"i0a&i!": Esta se encarga de ,omogeneizar los *luentes Bue son trans*eridos desde la *osa de bombeo y los Bue son Lenviados desde la *osa de recoleccin$ una vez ,omogeneizados los e*luentes son trans*eridos a la *os de neutralizacin! Fosa % N'(rali0a&i!": En esta se inicia la neutralizacin de los e*luentes! )ara e*ectuar el neutralizado de los e*luentes e9iste una unidad de dosi*icacin compuesta por una línea de alimentacin de soda c:ustica y una línea de acido sul*úrico! El e*luente *inal de la )lanta Cloro +oda$ luego de estar en las especi*icaciones de p< reBueridas$ es enviando a la planta central de e*luentes del comple5o petroBuímico el tablazo$ donde su ob5etivo es garantizar la obtencin garantizar la obtencin de los par:metros de calidad indicados en la Jormativa &mbiental Venezolana$ emanada por el %inisterio de &mbiente y de los Recursos Jaturales$ según la seccin III$ artículo 1; del decreto ;;@ indicados en la tabla JM =$antes de su descarga al 4ago de %aracaibo! +in embargo$ la )lanta Central de E*luentes al igual Bue Cloro +oda$ no cuenta con un sistema de tratamiento para los cloruros y sul*ato contenidos en el e*luente$ por ello se implement en la )lanta Central$ un sistema de reserva para aBuellos e*luentes Bue e9ceden los rangos permisibles denominados 6 e*luentes *uera de especi*icacin8 Este sistema consiste en el almacenamiento temporal de estos e*luentes en unas lagunas denominadas lagunas de retencin$ para luego ser tratadas en el sistema biolgico de *orma controlada! El almacenamiento de los
e*luentes es utilizado como ,erramienta de operacin Bue permite reducir alteraciones en el sistema de tratamiento secundario sin embargo$ esto no representa la solucin de*initiva y adecuada$ para el problema de los e*luentes y del tratamiento a realizarse antes de su descarga a los cuerpos de agua! Este tipo de almacenamiento es una medida preventiva de control$ y como tal *uncionara siempre y cuando e9ista una comunicacin abierta entre el personal de produccin y el personal de la planta de tratamiento de aguas residuales
•
PLANTA DE AMON1ACO 2 UREA:
4a capacidad de produccin actual de la planta de amoniaco es de 1@200 7%Ames y la de Urea Bue usa .;//; 7%& de &moniaco y ;@@= 7%& de C?/ como materia prima$ tiene una capacidad instalada de 10@@2 7%&! Estas )lantas usan como materia prima el 6Nas residual8 *undamentalmente %etano$ producto de la planta de procesamiento de Nas natural del Comple5o! a +e parte del gas natural constituido por una mezcla de ,idrocarburos siendo el H0 metano DC<= para obtener el
)roceso productivo &moniaco! d )uri*icacin" 4os gases procedentes del re*ormado secundario$ contienen cantidades importantes de mon9ido de carbono Bue ,ay Bue convertir en ,idrgeno por medio de vapor agua$ debido a Bue el C? representa una prdida potencial de materia prima en la obtencin de ,idrgeno para la síntesis del amoniaco$ siendo por otro lado un veneno para el catalizador e Compresin y +íntesis" & continuacin el gas se comprime a la presin de /00 atm apro9imadamente Dcompresor centrí*ugo con turbina de vapor y se lleva al reactor donde tiene lugar la produccin del amoníaco$ sobre un lec,o catalítico! En la )lanta de Urea el proceso de produccin es similar al descrito para la planta de amoníaco$ salvo algunas peBue>as variantes como las seccin de absorcin del co/$ Bue en estas plantas se ,ace e9clusivamente con el etanolamina D%E&!El amoníaco producido puede ser enviado directamente a las plantas de urea para su procesamiento o se puede almacenar en tanBues!
MANEJO DE EFLUENTES DE PLANTA DE AMONIACO 2 UREA3 +e ,an utilizado di*erentes tratamientos para los e*luentes$ basadas en el producto es decir en el amoniaco$ los e*luentes característicos en la produccin de J<@ y urea se caracterizan por tener un elevado contenido de amoniaco$ la mayoría proviene de los gases de lavado y en los gases de limpieza de las operaciones adem:s de un alto contenido en ,idr9ido de sodio o carbonatos de sodio debido a los porcesos de limpieza de gas!
I"(r&ambio I!"i&o: 4a eliminacin en *lu5o continuo de J<= con una resina acida cationica *ue seguida por una resina b:sica en *orma ,idro9ida para la eliminacin de aniones$ luego ambas resinas eran regeneradas y los lavados eran combinados para *ormar J?@J<= recuperado Bue se recicla de nuevo al proceso de la planta! Ra&(or 4iol!/i&o" +e emplea un reactor biolgico sumergido de medio *i5o para la nitri*icacin de aguas con un elevado contenido de J<=O y libres de compuestos org:nicos$ en estos se produce la o9idacin biolgica completa$ este proceso es muc,o m:s e*iciente Bue la bio*iltracion! Air S(rippi"/: El barrido por aire del amoniaco )roceso Bue consiste en un *lu5o de contraK corriente de aire y agua De*luente a tratar a travs de una columna empacada con di*erentes materiales de relleno$ de los cuales los m:s usados son de *ormas pl:sticas Bue tienen una gran super*icie de contacto$ y aseguran Bue la trans*erencia entre la *ase acuosa y gaseosa sea ptima para permitir a los componentes vol:tiles moverse desde la corriente líBuida ,acia la corriente de aire!
4a e9traccin del amoníaco por arrastre con aire es e*ectiva para aguas residuales con concentraciones de amoníaco entre 10 y 100 mgAl! )uede alcanzar ,asta un HH dependiendo del e*luente a tratar! +e ,an registrado remociones del orden del H0 para compuestos org:nicos vol:tiles$ C?V y H0 a H2 para amoniaco y 7ri,alometanos D7<%$ dependiendo de la concentracin inicial y la temperatura ambiental!
PLANTA DE MVC 2 PVC 4a planta de %onocloruro de Vinilo D%VC est: dise>ada para producir 101%7%& de %VC y ;/$ %7%& de E(C$ utilizando el Etileno proveniente de )lantas de ?le*inas y el Cloro producido por la )lanta de Clorosoda! El %VC es destinado *inalmente ,acia la )lantas de polimerizacin para la síntesis de H000K 10000 7%Ames )olicloruro de Vinilo D)VC! El )roceso se inicia con la cloracin •
directa del Etileno en presencia de Cloruro *rrico para *ormar el 1$/ (icloroKetano DE(C! 4uego el E(C pasa por un sistema de lavado :cido$ b:sico y neutro$ para ser depositado en el tanBue de almacenamiento! El E(C es sometido a un proceso de puri*icacin$ donde se le elimina el agua e impurezas D
)roceso )roductivo )VC
)roceso )roductivo %VC!
DESCRIPCION DEL TRATAMIENTO DE EFLUENTES DE LA PLANTA MVC 2 PVC: 4a Unidad de tratamiento de e*luentes *ue dise>ada para mane5ar las aguas de desec,o procedentes de las unidades de produccin de E(C y %VC$ así como las aguas vertidas o de rebose$ derrame de agua contaminada en el piso y sistema de alcantarilla de aguas contaminadas del proceso$ con el *in de remover el E(C y %VC de los e*luentes antes de descargarlos a la planta central de tratamiento de e*luentes! &l agua de desec,o *inal se le realiza un control de p< con el *in de mantenerlo en un rango de valores de control entre y H! Esta unidad consta de una columna despo5adora de desec,os$ Bue se alimenta con el agua provista de ,idrocarburos clorados$ principalmente E(C!
N'(rali0a&io": 4as corrientes :cidas del *ondo de la columna de en*riamiento y absorcin CK/1 y de la descarga de la bomba )K// &A+ de la seccin de o9iclorinacin$ entran al tambor de precipitacin (K.1$ para separar los slidos en suspensin presentes G posteriormente$ se unen en el mezclador est:tico JK.1 con las corrientes :cidas del sistema de lavado del E(C de reciclo procedentes del clorador de benceno (K 21$ la Corriente de agua de purga de la columna de en*riamiento súbito CK1 y el *ondo de la columna CK= del sistema de incineracin! (ebido a la acidez de estas corrientes$ se reBuiere de un sistema de neutralizacin para mantener valores con*iables de p< entre . $2 y $2 antes de alimentarlas a la columna despo5adora de ,idrocarburos clorados CK.1!(esde el mezclador est:tico JK.1$ las aguas residuales pasan al tambor de neutralizacin (K./ el cual posee un sistema de control de p< en dos etapas! En la primera etapa$ se dosi*ica soda c:ustica DJa?< como regulador de p<$ para obtener valores entre =$2 y 2$2$ en la corriente de entrada al (K./! 4a segunda etapa consiste en un compensador de
control de p<$ el cual utiliza dosi*icacin de Ja?< en la tubería de reciclo de la bomba )K.1 &A+ del tambor (K./ para proveer un control con*iable del p< *inal entre valores .$2 y $2! 4a corriente de *ondo del tambor de neutralizacin (K./ con un valor de p< mayor a . se envía como alimentacin a la columna despo5adora CK.1G adicionalmente$ el sistema tiene instalado un desvío autom:tico de esta corriente ,acia la piscina de neutralizacin 1 Bue se activa cuando el p< es menor Bue .!
Alma&"a % a/'as % %s&.o &o"(ami"a%as Pis&i"a % "'(rali0a&i!" No3 5 4a piscina para almacenamiento de aguas residuales se dise> para colectar y mezclar las aguas contaminadas no procesadas! +e provee agitacin mediante el mezclador JK./ con el *in de mantener los slidos suspendidos dispersos$ evitar la separacin de *ases y garantizar un buen control de p
Dspoami"(o &o" $apor
4a columna despo5adora de ,idrocarburos clorados CK.1$ es una columna con /0 platos per*orados cuya *uncin es separar el E(C y otros productos clorados de las aguas de proceso y las aguas de lluvia contaminadas mediante la utilizacin de vapor en *orma directa para su recuperacin y reciclo al proceso! 4as alimentaciones a la columna CK.1 son las siguientes" 1! (escarga de la bomba )K.@ &A+ de las piscinas de neutralizacin de alimentacin a la columna CK.1! /! (escarga de la bomba )K@@ &A+ del tambor de re*lu5o de la columna principal del sistema de puri*icacin de E(C! @! (escarga de la bomba )K.1 &A+ del tambor de neutralizacin (K./! 4a corriente procedente de la piscina de neutralizacin se une con la corriente del tambor de re*lu5o de la columna principal del sistema de puri*icacin de E(C y se precalienta en el intercambiador de placas EK.@! )osteriormente$ se mezcla con la corriente de *ondo del tambor de neutralizacin (K./! 4as aguas residuales combinadas alimentan al plato de tope de la columna despo5adora CK.1! El calor reBuerido para el e*iciente despo5amiento de los ,idrocarburos clorados en la columna CK.1$ se suministra mediante la inyeccin directa de vapor en el *ondo de la columna$ con una relacin de 0$1 3g de vaporA3g de aguas residuales de alimentacin! 4os ,idrocarburos clorados y el vapor de despo5amiento se condensan en el intercambiador de tope EK.1 y se acumulan en el tambor de condensados (K.; donde se retornan al tambor de E(C crudo D(K/@ de la unidad /0 del proceso por medio de la bomba )K.. &A+! 4os gases no condensados presentes en el (K.; se condensan parcialmente en el intercambiador EK./$ la presin en este tambor se controla mediante la )ICK./0H$ el cual$ envía los gases incondensables al sistema de incineracin Dunidad 0! 4a temperatura en el tope de la columna CK.1 debe mantenerse entre 100 y 10@ C! Esta temperatura se mantiene mediante el controlador de relacin de *lu5o de vaporA*lu5o de alimentacin total FFICK./01! &dicionalmente$ el sistema de despo5amiento de aguas residuales est: eBuipado con un tambor de vaporizacin parcial (K.@ para la recuperacin del calor! Este tambor (K.@$ se dise> como un separador de vapor líBuido donde la energía de la corriente del *ondo de la columna CK.1 se recupera mediante la reduccin de presin a travs del eyector &K.1$ la temperatura y la presin ba5an de 110 Cy 0$H barg a H@ Cy 0$; barg ! El líBuido remanente en el tambor (K.@ se bombea al precalentador de placas EK .@ con la bomba )K./ &A+$ posteriormente$ pasa por el en*riador de placas EK.= donde se en*ría ,asta =2 C antes de entrar a la seccin de concentracin de lodos$ como se observa en la Figura /! Esta corriente contiene peBue>as cantidades de ,idr9idos met:licos y cloruros!
S&&i!" % &o"&"(ra&i!" % lo%os (espus de neutralizar y despo5ar los ,idrocarburos clorados de las aguas de desec,o de la planta$ esta corriente pasa al agitador y concentrador de lodos +K .1! Este eBuipo tiene instalado un agitador de rotacin lenta JK.2 en la c:mara de
*loculacin para me5orar la *loculacin de las partículas de ,idr9ido de ,ierro y otros slidos suspendidos! En el tambor (K.. se separa la solucin de sul*ito de sodio al / la cual se dosi*ica a la corriente de entrada al concentrador de lodos +K.1 mediante las bombas )K.1 &A+! 4a coagulacin para garantizar una e*iciente *loculacin y sedimentacin$ se propicia por la adicin del polielectrolito el cual neutraliza las cargas elctricas de los micro*lculos de ,idr9ido de ,ierro! Esta solucin se prepara en el tambor (K .=$ por dilucin con agua de servicio ,asta una concentracin de 0$1 y ,omogeneizada mediante el agitador JK.! +eguidamente$ la solucin se dosi*ica a la corriente de entrada al concentrador +K.1 mediante las bombas D)K. &A+! 4os *lculos se separan en el concentrador de lodos +K.1! En este eBuipo$ varias l:minas paralelas de pl:stico proporcionan una gran :rea super*icial$ Bue *avorecen la precipitacin de los slidos! El *lu5o de rebose se envía al tambor (K .2$ desde el cual las aguas de desec,o tratadas se bombean al límite de batería! El valor del p< se monitorea mediante un analizador en línea! 4os slidos precipitados se colectan en el cono del concentrador de lodos una vez por día! Una bomba )K.H &A+ especial para lodos descarga el lodo acumulado en el cono ,acia el *iltro prensa +K./ y el agua del *iltrado se envía a la corriente de salida del concentrador de lodos! )ara un e*iciente secado se reBuiere de una presin de 12 bar! 4a torta obtenida en el *iltro prensa se remueve ,acia los tambores especiales para lodo! En este eBuipo no se especi*ica si se utilizar: transporte local! 4a concentracin de slidos es de alrededor de @2! Unidad de 7ratamiento de e*liuentes %VC y )VC
