UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
FACULT FACULTAD DE INGENIERIA INGE NIERIA QUÍMICA E INGENIERÍA METALÚRGICA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
PLANTA DE FRACCIONAMIENTO EN KEPASHIATO
Documento de PETROQUIMICA. 20151. Cusco
lectura de UNSAAC.
INDUSTRIA SEMESTRE
RESÚMEN En el pr pres esen ente te tr trab abaj ajo o es
una un a co comp mpililac ació ión n de da dato toss y re revi visi sión ón
bibliográfi biblio gráfica ca sobre planta plantass de fracc fraccionami ionamiento ento de nues nu estr tro o pa pa!s !s""
LGN eist eistentes entes en
Lueg Lu ego o se procedi procedió ó #a #ace cerr un pe pe$u $ue% e%o o an anál ális isis is de la
demanda eistente para GL& en el &er'" Se describe y anali(a con mayor detalle algunos aspectos de dise%o) balance de materia) balance de energ!a) costo del depropani(ador y consideraciones importantes) dentro de la planta" *inalmente se reali(a un an anál ális isis is de re rent ntab abililid idad ad de dell
proy pr oyec ecto to))
efec ef ectu tuan ando do al algu guna nass
recomendaciones acerca de la viabilidad del proyecto
2
CONTENIDO CAPITULO I: GENERALIDADES 1. In Int to! o!uc ucc" c"#n #n
O$%&t"'os (. G) G)ss n) n)tu tu) )** +. G)s n)t n)tu)* u)* &n &* P& P&, , -. Co Co/os" /os"c"# c"#n n &* 0)s 0)s n)tu) n)tu)** . G)s *"c *"cu)! u)!o o !& /&t /&t#* #*&o &o .1.2Po/"&!)!&s .(.2Es/&c"3"c)c"on&s /)) *os /o!uctos & /o/)no .+.2Es/&c"3"c)c"on&s /)) *os /o!uctos !& $ut)no .-.2 Es Es/& /&c" c"3" 3"c) c)c" c"#n #n /) /)) ) Po o!u !uct ctos os M& M&4c 4c**) !& Bu But) t)no no 5 666 Po/)no 666 Po/)no 7. P*)nt P*)nt)s )s D& Poc&s)" Poc&s)"&nto &nto D& D& G)s N)tu)* N)tu)* En En E* P&, P&, 8. Co*un)s !& F)cc"on)"&nto 9. T" T"/os /os !& 3)cc" 3)cc"on) on)!o !o)s )s
CAPITULO II: ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP 1. S"tu)c S"tu)c"#n "#n En&0 En&0t"c) t"c) En Su!) Su!)"c "c)) (. S"tu)c S"tu)c"#n "#n En&0 En&0t"c) t"c) N)c"o N)c"on)* n)* +. Estu!"o Estu!"o D& M&c)!o M&c)!o D&* GLP En E* P&, 3
O3&t) D& GLP D&)n!) D& GLP Co&c")*"4)c"#n CAPITULO III: DISE;O PLANTA FRACCIONAMIENTO EN
Un"!)!&s D& S"st&) D& L) P*)nt) -. B)*)nc& D& M)t&") En Los E?u"/os CAPITULO IV: [email protected]*"s"s D& Costo D&* D&/o/)n"4)!o 1.2B)*)nc& Econ#"co To& D&/o/)n"4)!o) ) $ c ! & 3 0
C)*cu*o !&* costo !& *) co*un) ')c) C)*cu*o !&* costo !& )!"c"#n C)*cu*o !&* costo !& co/) 3.o.$ Costo !& co/) !& *os /*)tos Costo !&* con!&ns)!o Est")c"#n !&* costo /)) "nt&c)$")!o&s !& c)*o Costo !&* &$o"*&
CAPITULO V: SIMULACIN DEL PROCESO
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CAPITULO I GENERALIDADES 1. INTRODUCCIN El Gas natural, proveniente de la zona de Camisea- La Convención Cusco, es uno de los recursos más importantes en la actualidad, no solo por las grandes ganancias que genera para el estado, sino por el desarrollo que trae consigo. Según el ministerio de energía minas, se tiene planeado la construcción de una planta de !raccionamiento de gas en la localidad de "epas#iato, este proecto será !inanciado gracias al convenio suscrito entre el go$ierno regional nacional. El proecto gasí!ero recogerá el gas del lote %& en un '((), del lote %* en un +) el trillón de pies cú$icos de gas del lote && ', destinado eclusivamente para el uso residencial, ve#icular e industrial. Los líquidos recuperados del gas natural LG/0, !orman una mezcla multicomponente la cual se separa en !racciones de compuestos individuales o mezclados, mediante una operación de !raccionamiento. El presente tra$a1o, tiene por !inalidad descri$ir con amplitud el dise2o de procesos en la !utura 3lanta de 4raccionamiento en "epas#iato.
1.1.2OBETIVOS OBETIVO GENERAL: •
5ise2o de una planta de !raccionamiento en "epas#iato.
OBETIVOS ESPECIFICOS: • • • • • •
Capacidad de producción de la planta 6alance de masa 6alance de energía 5imensionamiento de la planta Costo de la torre depropanizadora Simulación de la planta
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1
Ministerio energía y minas- Per 2. GAS de NATURAL Es un com$usti$le gaseoso constituido por una mezcla de #idrocar$uros livianos cuo componente principal es el metano C7+0. Se denomina con el t8rmino +Natural+ porque en su constitución química no interviene ningún proceso9 es limpio, sin color sin olor. Se le agrega un odorizante para la distri$ución sólo como medida de seguridad. : una presión atmos!8rica normal, si el gas natural se en!ría a una temperatura de - '';C aproimadamente, se condensa $a1o la !orma de un líquido llamado gas natural licuado G/L0. edio ?riente. 7ace miles de a2os, se pudo compro$ar que eistían !ugas de gas natural que prendían !uego al contacto con alguna c#ispa o similar, dando lugar a las llamadas @!uentes [email protected] En 3ersia, Grecia o la Andia, que levantaron templos para prácticas religiosas alrededor de estas @llamas [email protected] Sin em$argo, estas civilizaciones no reconocieron inmediatamente la importancia de su descu$rimiento. 4ue en C#ina, alrededor del a2o B(( antes de nuestra era, donde se comprendió la importancia de este producto. Los c#inos per!oraron el primer pozo de gas natural que se conoce en el a2o '' antes de nuestra era. El gas natural es considerado como un com$usti$le limpio. 6a1o su !orma comercializada, casi no contiene azu!re virtualmente no genera dióidos de azu!re S?0. Sus emisiones de óidos de nitrógeno /o0 son menores a las generadas por el petróleo el car$ón. Las emisiones de dióido de car$ono C?0 son in!eriores a la de otros com$usti$les !ósilesD
!"ente# Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'( )* )ng( Mar$o Antonio &a%%e Martine+
6
2
Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'( )* )ng( Mar$o Antonio &a%%e Martine+
3
3. GAS NATURAL P,R Segn ,"rogas emite 4/,N a 5/0 menos "e e% $arn y 25 a 3/0 menos "e e% 'etr%eo(
.
"i%%aama
!.!'! #i$ po%$aci&n &"s$o
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Cuco !(2 #i$ po%$aci&n
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Arequipa Moquegua
Tacna
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OSINERMIN- .
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OSINERMIN- .
&7MP7S)&)8N
9,L GAS NATURAL El gas natural se puede encontrar en !orma @[email protected], cuando en el acimiento aparece acompa2ado de petróleo, o gas natural @no [email protected] cuando está acompa2ado únicamente por peque2as cantidades de otros #idrocar$uros o gases. La composición del gas natural inclue variedad de #idrocar$uros gaseosos, con predominio del metano, por so$re el B(), en proporciones menores etano, propano, $utano, pentano peque2as proporciones de gases inertes como dióido de car$ono nitrógeno. La composición del gas varía según el acimiento.
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Fuen+e, OSINERMIN-
". Gas Li$"ado 9e Petr%eo -GLP El t8rmino Gas Licuado de 3etróleoF descri$e un producto compuesto por uno o por la mezcla de los siguientes #idrocar$uros propano, propileno, iso$utano, $utano normal o los $utilenos. Estos #idrocar$uros son gases a presiones temperaturas normales, sin em$argo son licua$les $a1o presión lo que !acilita enormemente su transporte almacena1e. :l despresurizar el envase o recipiente donde están contenidos vuelven al estado gaseoso. El gas licuado de petróleo es una mezcla de #idrocar$uros volátiles, con!ormados principalmente por propano $utano, o$tenidos del gas natural o de gases de re!inería, los cuales pueden ser almacenados manipulados como líquidos por aplicación de una presión moderada a temperatura am$iente Ho descenso de temperatura. El GL3 se comercializa a granel en recipientes portátiles de !orma cilíndrica comúnmente denominado $alón. Los requisitos de la calidad para el GL3 se encuentran en la norma t8cnica peruana recomenda$le /I3 D'.((*(( los requisitos para los recipientes portátiles en la /I3 D%(.('''BB%.
1/
4uente osinergmin
.1.2Po/"&!)!&s El GL3 de !uentes naturales consiste principalmente de propano, iso$utano $utano normal. Sin em$argo el GL3 manu!acturado, es decir proveniente de los procesos de craqueo de re!inerías contiene además cantidades su$stanciales de propileno $utilenos. :demás en el GL3 pueden estar presentes peque2as cantidades de etano, etileno, isopentano pentano normal. La presión de vapor e1ercida por un GL3 a una temperatura dada depende de los porcenta1es presiones de vapor de los gases individuales que lo componen. El GL3 todos los #idrocar$uros que lo componen son !ácilmente in!lama$les. Esta propiedad #ace sea usado como com$usti$le, se torne peligroso si no se lo mane1a correcta cuidadosamente. Iodos los #idrocar$uros que componen el GL3 son más pesados que el aire es importante tenerlo en cuenta porque cuando se escapa de un con!inamiento, especialmente en grandes cantidades, tiende a asentarse en las partes $a1as tales como sótanos, #uecos otras cavidades.
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El GL3 producido del gas natural es incoloro, insípido e inodoro, por lo tanto de$e agregársele una su$stancia odorizante para que el olor sirva de aviso indicador de !ugas o escapes de gas de que una posi$le mezcla eplosiva est8 presente. El GL3 no es tóico. Sin em$argo, donde eiste una alta concentración de gas a menudo #a de!iciencia de oigeno !alta de aire0 como '*) por volumen de oigeno es necesario para mantener la vida #umana el aire tiene ')0 la in#alación de altas concentraciones puede ser peligrosa. :unque el GL3 eiste en estado gaseoso $a1o condiciones normales de presión temperatura, puede licuarse prontamente de las siguientes maneras Jeduciendo la temperatura :plicando presión Jeduciendo la temperatura aplicando presión Luego puede ser transportado, almacenado mane1ado !ácilmente como líquido, reteniendo todas las venta1as de un com$usti$le gaseoso. • • •
3or lo tanto es importante, si #a de usarse como un gas, que todos los #idrocar$uros que lo componen pasen a la !ase gaseosa a cualquier temperatura so$re sus puntos de e$ullición cuando descargan a la atmós!era.
.(.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& Po/)no La especi!icación esta$lecida para productos de propano está destinada a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto de 3ropano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para 3ropano 75-%, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.
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4uente ?sinergmin
.+.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& But)no La especi!icación esta$lecida para productos de $utano está destinada a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto de 6utano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para 6utano Comercial, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.
4uente ?sinergmin
.-.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos M&4c*) !& But)no 5 Po/)no La especi!icación esta$lecida para productos mezcla de $utano propano está destinado a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto mezcla de 6utano 3ropano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para >ezclas Comerciales de 6utano 3ropano, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.
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Las mezclas de $utano propano se #arán mediante la !usión de $utano propano en las proporciones adecuadas para o$tener una relación de propanoH$utano de aproimadamente *(HD( so$re una $ase de volumen líquido.
4uente ?sinergmin
(. PLANTAS 9, PR7&,SAM),NT7 9, GAS NATURAL ,N ,L P,R En el 3erú operan cinco plantas de procesamiento de gas natural, en donde se separan líquidos del gas seco se o$tienen Gas Licuado de 3etróleo GL30, gasolinas naturales gas natural seco, entre otros productos. Las plantas asociadas a la etracción del gas de Camisea son la planta de separación de gas natural líquidos de >alvinas la planta de !raccionamiento de líquidos en 3isco. Las capacidades de procesamiento de estas plantas son superiores a las de
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otras empresas. La 3lanta de >alvinas cuenta con una capacidad de procesamiento de ++( >>3C5, mientras que la 3lanta de 4raccionamiento en 3isco poseería una capacidad de procesamiento de %( >635K.
/Fuen+e, Per0pe+ro S.A.1 Per0pe+ro ucri%e con+ra+o por e$ $o+e "( con Conorcio Ca#iea1 No+a e prena1 '4*42*
'. &o%"mnas de !ra$$ionamiento
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La mezcla de producto recuperada de los procesos de gas, como la a$sorción o compresión, se separan en varios productos individuales utilizando un sistema de !raccionamiento.
/!"ente !"ndamenta%s o; Gas Pro$essing< Tay%or and !ran$is Gro"'
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9.2TIPOS DE FRACCIONADORAS El tipo de torre !raccionadora depende del producto que se necesita o$tener del producto de alimentación disponi$le. Los típicos equipos de !raccionamiento son para o$tener los siguientes productos
EI:/? >ECL: EI:/?-6EJCA:L 6EJCA:LES >ECL: 5E G:SES C?/ ES3ECA4AC:CA?/ES 5EIEJ>A/:5:S
Fuen+e, Funa#en+a$ o5 -a Proceing4 Ta6$or an Franci -rou
1.
Int&c)$")!o&s T"/o Tu$o 5 C)"s) Las venta1as de los intercam$iadores tipo tu$o camisa son que resultan !áciles de instalar, !áciles de limpiar de !ácil disponi$ilidad. Sin em$argo, su costo puede ser algo maor que otros tipos que se utilicen en situaciones dadas.
Co*un)s A$so$&nt&s 5 !& F)cc"on)"&nto 3ara resumir se puede epresar que todas las columnas de la planta tienen como propósito permitir la provisión de una mezcla para !acilitar una $uena separación de los componentes, a sea por a$sorción, adsorción o por destilación.
CAPITULO II
ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP
1. SITUACIN ENERGHTICA EN SUDMERICA Las reservas de petróleo en Sudam8rica tienen una participación mundial del B) siendo los más importantes Nenezuela >8ico0. La producción de petróleo en esta región equivale al B) de la producción mundial el consumo de toda la región es el ) del consumo mundial. Se presentan las reservas pro$adas de gas natural en :m8rica Latina, siendo el total de +.D IC4 trillones de pies cú$icos0 representa el +) de la reserva mundial. Las maores reservas en Latinoam8rica están en Nenezuela (.), 6olivia '(.*), :rgentina B.(), 3erú D.*), 6rasil D.D) C#ile '.D). La producción de esta región es del %) el consumo representa el +) del consumo mundial. Las reservas de car$ón en Sudam8rica son del orden de 'B,&BD toneladas m8tricas, equivalente al ) de las reservas mundiales. La producción representa el '.') de la producción mundial el consumo es del (.*) del consumo mundial+. En la región los precios de los com$usti$les varían dependiendo de su producción de #idrocar$uros, de sus políticas de estado de la composición de su matriz energ8tica. Ecuador Nenezuela son países productores sus $alanzas comerciales de com$usti$les son positivas, los precios de sus com$usti$les dentro de sus países son $a1os por estar su$sidiados.
1
4uente /atural Gas Jeserves ?il O Gas Pournal EA:
(. SITUACIN ENERGHTICA NACIONAL La situación de la energía en el país tiene como re!erencia $ase el $alance nacional de energía, el cual permite calcular ciertas relaciones de e!iciencia, realizar la proección energ8tica, determinar el impacto am$iental del uso de las !uentes de energía. En el 3erú, la matriz energ8tica en el a2o ((%, esta$a compuesta !undamentalmente por un D&.&) de petróleo '+.%) de gas. La $alanza comercial del petróleo en el 3erú, desde #ace D( a2os es negativa, siendo Ecuador, Colom$ia Nenezuela los principales a$astecedores. El 3erú tiene uno de los com$usti$les más caros de la región, de$ido !undamentalmente a su política tri$utaria () ASC e AGN0. 3ara contrarrestar las constantes variaciones de precios del petróleo, el go$ierno #a creado en el a2o 'BB el 4ondo de Esta$ilización de 3recios 4E30 para los com$usti$les, cuando se agota este !ondo los precios del petróleo su$en. Este precio alto de los com$usti$les resta productividad competitividad a las empresas peruanas. La eplotación del gas de Camisea está permitiendo variar la matriz energ8tica, especialmente en las centrales t8rmicas para la generación el8ctrica, el uso industrial mediante cogeneración el uso del gas en el transporte ve#icular. Eiste a$undante in!ormación no sistematizada re!erente a #idrocar$uros, la data del ente o!icial >E>0 está desactualizada re!erente al $alance energ8tico nacional, lo cual no #a permitido realizar un análisis adecuado. El impulso que pueda dar el go$ierno a la eploración de
1:
acimientos de #idrocar$uros la modernización de 3etroperú será !undamental para el desarrollo energ8tico del país. La situación energ8tica se desarrolla tomando como re!erencia la reserva, producción, o!erta, consumo, crecimiento del inventario energ8tico desarrollo energ8tico según el siguiente detalle
Reservas Probadas de gas en América atina 200! Fuente "#$%&A'
Matriz energética de algunos países sudamericanos Fuente BP Statistics 2005
La producción de energía comercial registrada en el a2o ((% !ue +%(,+D IP, superior en D) respecto al ((+9 este ligero incremento se de$ió principalmente al aumento de la producción de gas líquidos de gas9 la producción de petróleo en los últimos a2os #a mantenido su tendencia decreciente, de$ido a un menor rendimiento de los pozos en operación.
Reservas( producci)n * consumo de energías primarias Fuente Ministerio de #nergía * Minas M#M 200+
+. ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP EN EL PERÚ 2/
OFERTA DE GLP /uestro país #a sido importador de GL3. En el ((', el +) de la demanda era cu$ierta con importaciones provenientes en su maoría de Nenezuela, siendo los principales importadores eta Gas Jepsol. 3or otro lado, la producción nacional estuvo enca$ezada por 3etroperú Ialara0 con %&), seguido de Jepsol La 3ampilla0 con '), >aple ') EE3S: con un %). Con el inicio de la eplotación del Gas /atural de Camisea, se espera revertir esta situación de$ido a la producción de GL3 a partir de los líquidos del Gas /atural.
DEMANDA DE GLP La demanda de GL3 en nuestro país #a eperimentado en los últimos a2os una nota$le epansión creciendo a tasas anuales promedio del orden del B). Esta epansión se #a producido a epensas de otros com$usti$les Qerosene, le2a0 que son !uentes energ8ticas de #ornos maquinaria pesada en el ám$ito industrial cocinas por el lado residencial. :ctualmente el maor uso del GL3 es como com$usti$le residencial Ho comercial en menor grado como com$usti$le industrial automotor. Lima es el departamento donde se consume la maor cantidad de GL3 para uso residencial con una participación del +D), seguido de 3iura, La Li$ertad :requipa con ) cada uno. 5urante el ((+ la demanda interna de GL3 !ue de '& >65, de los cuales aproimadamente el &() se destinó a envasarlo en cilindros de'( Qilogramos. 7a$lar de GL3 en el país signi!ica #a$lar del GL3 que se envasa, distri$ue comercializa en cilindro
P)t"c"/)c"#n En E* M&c)!o N)c"on)*J D& E/&s)s En')s)!o)s D& GLP E>3JES:
3?JCE/I:PE : /ANEL /:CA?/:L
R&/so*2So*0)s K&t) 0)s L") 0)s L*)) 0)s Ot)s
D( '+ ' B D%
4uente macroconsult, JE> 1ulio (( Ela$oración ?EE-?SA/EJG
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•
COMERCIALIKACION.2
EL GL3 es su maor proporción es envasado en $alones de '( Qg de capacidad de manu!actura moderna destinado al consumo domestico, en menor proporción se usan los cilindros con capacidad para +% Qg utilizados maormente en la actividad comercial como en restaurantes, panaderías, etc8tera, representando menos del %) del total envasado según el >inisterio de Energía >inas >E>0
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4uente >E/-?SA/EJG
CAPITULO III 23
DISE;O PLANTA FRACCIONAMIENTO EN adre de 5ios, 3uno, Iacna :purímac. 4inanciada por el Go$ierno Central, las municipalidades el Go$ierno Jegional.
3osi$ilitara a$aratar los altos !letes que se pagan en la >acro región, al traer el GL3 otros com$usti$les desde la costa peruana. Esta planta, mermara el mercado de GL3, que domina el Consorcio desde sus plantas de !raccionamiento en 3isco 3Lercado 4inanciamiento
demanda diese, +*,((( m$d0, lo que
,((( 6$lsHdía, JS macro región sur0 Go$. Central, Go$. Jegional >unicipalidades.
(.2D&sc"/c"on D&* Poc&so.2 Cons"!&)c"on&s /)) &* !"s&o: El propósito del !raccionamiento es o$tener de una mezcla de #idrocar$uros líquidos, ciertas !racciones que como productos de$en cumplir especi!icaciones. 3ara separar un corriente liquida de #idrocar$uros en varia !racciones, se requiere una torre de destilación por !racción. El número total de columnas de destilación depende de la com$o!"c"+n del al"mento del n,mero de $roducto! a !er recu$erado . En un sistema en el cual se recupera GL3 mezcla de CD C+0, C%T, se requiere un mínimo de columnas de destilación para la separación siguiente
Separar el GL3 los C %T.
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El equipo de procesamiento de la planta será dise2ado con un !actor de so$re dise2o del '(). :ntes de #acer cualquier cálculo en un pro$lema de !raccionamiento, se de$e determinar la presión de operación de la torre.
Pre!"+n Tem$eratura de la Corr"ente de Al"mentac"+n de &/)u"do!
3arámetros de 5ise2o
3resión
Iemperatura
Co"&nt& !& A*"&nt)c"#n !& L?u"!os (%D psig D"s&o &c@n"co DD& psig O/&)c"#n n") '&%' psig O/&)c"#n no)* FUENTE: P*)nt) !& F)cc"on)"&nto P"sco
% ;4 %( ;4 %% ;4
V&*oc"!)! !& F*u%o !& *) Co"&nt& !& A*"&nt)c"#n >odo de ?peración
O/&)c"#n Mn") P*)nt) C"o0n"c) O/&)c"#n No)*
LG/ 6/30 BD*,*
Condensado Esta$ilizado 6/30 %*,D
Iotal 6/30 '%(((,(
(,(
'&B(*,&
'&B(*,&
D'(B,
'&B(*,&
%((((,(
NOTA: Los 6arriles /ormales por 5ía están a ( ;4, con re!erencia al agua a ( ;4
FUENTE: P*)nt) !& F)cc"on)"&nto P"sco
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+.2DESCRIPCIN DE LOS PROCESOS > UNIDADES DE SISTEMA DE LA PLANTA Los procesos mencionados a continuación toman como re!erencia el sistema de operación de la planta de !raccionamiento de 3isco Med"c"+n de la Al"mentac"+n So%recara de Al"mentac"+n
La alimentación proveniente de la planta de >alvinas se medirá mediante un sistema de medición. El LG/ se almacena en el recipiente de so$recarga de alimentación luego se $om$ea mediante las $om$as de alimentación #acia la torre de$utanizadora. Un"dad de racc"onam"ento de &N
La unidad de !raccionamiento estará dise2ada como un tren único capaz de mane1ar el !lu1o creciente de material de alimentación. La unidad de !raccionamiento tomará el LG/ lo separará en propano, $utano material de alimentación al poliducto. El sistema de !raccionamiento consta de dos torres de !raccionamiento de$utanizadoradepropanizadora U además de equipos auiliares que incluen re$oilers, condensadores, $om$as de re!lu1o acumuladores de re!lu1o. De$ro$an"#ac"+n
LG/ proveniente del sistema de medición de alimentación se precalientará #asta alrededor de '+%;4 en el precalentador de alimentación de la torre depropanizadora luego ingresará a la torre depropanizadora. Este precalentamiento se produce en un intercam$iador de calor a partir de los !ondos calientes de la torre de$utanizadora. El propósito de la torre depropanizadora es producir un producto líquido de ca$eza de torre de propano puro un producto de !ondo !ormado por $utanos componentes más pesados. La corriente o$tenida por el !ondo de la torre, se so$recalienta en el re$oiler utilizando aceite caliente como medio cale!actor. Este líquido se elimina del !ondo de la torre mediante control de !lu1o se lo envía a la torre de$utanizadora a una temperatura de alrededor de DD(;4. Los vapores del tope de la torre depropanizadora se condensarán completamente en el condensador de la torre se enviarán al acumulador de re!lu1o de la torre. El líquido proveniente del acumulador del re!lu1o a '(;4 +% psig se dirige a la succión de las $om$as de re!lu1o de la torre son $om$eados #asta la $ande1a superior de la torre depropanizadora como re!lu1o de !orma tal de mantener la temperatura de la torre algunas $ande1as a partir de la parte superior aproimadamente a '&;4.
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El líquido su$en!riado depropanizado proveniente del re$oiler lateral de la torre depropanizadora se dirigirá a la sección media de la torre de$utanizadora. El propósito de esta torre de$utanizadora es producir un producto puro de $utano en ca$eza de torre un producto de !ondo li$re de $utano conteniendo los componente más pesado que luego serán enviados a la unidad de destilación primaria para la producción de na!ta, diesel Ho P3-%. Su $re!"+n de d"!e3o e! de 145 $!" !u $re!"+n o$erat"'a normal e! de 40 $!".
La corriente o$tenida en el !ondo de la torre de$utanizadora se so$recalienta en el re$oiler de la torre utilizando como medio cale!actor aceite caliente. Este líquido se elimina de la torre a trav8s de un controlador de !lu1o se lo envía a la torre de destilación primaria a una temperatura de alrededor de D(*;4. 3arte del líquido caliente del !ondo de la torre de$utanizadora se envía en serie #acia el re$oiler lateral de la torre
2.
luego al calentador de alimentación de la torre depropanizadora. El vapor del tope de la torre de$utanizadora se condensa completamente en el condensador de la torre se envía al acumulador de re!lu1o de la torre de$utanizadora. 3osteriormente, parte de este líquido a '%;4 *( psig0 se dirige a la succión de las $om$as de re!lu1o de la torre es $om$eado #asta la $ande1a superior de la torre. Esta corriente se reingresa a la torre de$utanizadora en !orma re!lu1o. Los vapores no condensa$les que se !orman en el acumulador de re!lu1o son venteados #acia la antorc#a de alta presión. El $utano líquido proveniente de las $om$as de re!lu1o de la torre de$utanizadora se en!ría #asta alrededor de ''(;4 en el en!riador de $utano. El propósito del en!riador de $utano es el mismo que el en!riador de propano, es decir, reducir al mínimo la carga en el sistema de re!rigeración. El $utano líquido proveniente del en!riador de $utano se vuelve a en!riar #asta cerca de +%;4 en el en!riador de producto de $utano, siendo este $utano su$en!riado enviado al tanque re!rigerado de almacenamiento de $utano.. S"!tema de Re*r"erac"+n
El propósito del sistema de re!rigeración es suministrar un medio de en!riamiento al en!riador de propano producto0 de $a1o nivel a los condensadores de recuperación de vapor, el cual se logra a partir de propano a una temperatura de aproimadamente -D(;4. :demás, este sistema de re!rigeración proveerá en!riamiento a trav8s de propano a una temperatura más alta, D&;4, al en!riador de $utano producto0 al en!riador de propano producto0 de alto nivel. El vapor de propano producto0 caliente proveniente de los compresores se en!ría condensa en un condensador. El líquido condensado propano producto0 re!rigerado a ''%;4 +( psia se enviará a un acumulador que posee aproimadamente '% minutos de tiempo de residencia. Los vapores de propano producto0 no condensados se eliminan del acumulador se envían al sistema al sistema de antorc#a.
2
El propano líquido proveniente de los depuradores re!rigerados intermedios se envía a los condensadores de recuperación de vapor. Los vapores provenientes de los condensadores de recuperación de vapor se envían a los depuradores re!rigerados intermedios donde se 1untan con el vapor proveniente del en!riador de propano producto0 de $a1o nivel. Se suministran tres trenes compresores re!rigerantes al %()0 paralelos e id8nticos. Cada compresor re!rigerante posee su propio depurador re!rigerante de succión su depurador re!rigerante intermedio. Los vapores de propano de $a1a presión se depuran en los depuradores re!rigerantes de succión se envían a la primera etapa de los compresores re!rigerados. El propano de presión intermedia proveniente del en!riador de propano producto0 del en!riador de $utano producto0 se depuran en los depuradores re!rigerados intermedios se envían a la cuarta etapa de los compresores re!rigerantes. Los regímenes de re!rigeración que aparecen en el cuadro siguiente tienen !ines in!ormativos únicamente. En la etapa de dise2o en detalle se veri!icarán estos regímenes según las necesidades especí!icas del dise2o.
uente Planta de racc"onam"ento de P"!co
Los regímenes que se muestran suponen que los productos propano $utano salen del sistema de !raccionamiento a '(V4, se en!rían a +%V4 por medio de un re!rigerante de alto nivel. El producto propano se vuelve a en!riar a -%V4 por medio de un re!rigerante
2:
de $a1o nivel. El r8gimen de recuperación de vapor que aparece a$a1o supone que están operando dos unidades de recuperación a máimo nivel. Almacenam"ento Re*r"erado
Anicialmente #a$rá un tanque de almacenamiento re!rigerado por producto siendo estos tanques verticales cilíndricos W :lmacenamiento de propano. W :lmacenamiento de $utano. Los tanques re!rigerados de almacenamiento de propano $utano serán provistos con diques de tierra de contención secundaria que serán capaces de contener #asta un ''() de la capacidad de cada tanque #asta que ocurra la vaporización de los mismos. Los mencionados diques serán impermea$ilizados a partir de arcilla compactada de !orma tal de lograr un permea$ilidad menor a ''(- cmHseg o $ien serán provistos con una mem$rana impermea$le para impedir las !iltraciones en el su$suelo o en el agua su$terránea. Estos tanques se dise2arán mediante la aplicación de la siguiente ta$la
uente Planta de racc"onam"ento de P"!co
De$+!"to Re*r"erado de Pro$ano
El producto propano que proviene del en!riador de propano de $a1o nivel situado en la
3/
de propano. Los vapores generados en el tanque se envían al sistema de recuperación de vapor donde se comprimen, condensan son devueltos al tanque re!rigerado. Con el !in de mantener una presión positiva constante dentro del tanque de almacenamiento re!rigerado, parte del producto acumulado de$e ser $om$eado mediante las $om$as del evaporador de propano, revaporizando en el evaporador de propano. El vapor generado en 8ste último se retorna a la parte superior del tanque de almacenamiento para mantener dic#a presión positiva en el tanque. Almacenam"ento Re*r"erado de 6utano
El producto $utano proveniente del en!riado de $utano situado en la
El propósito del sistema de recuperación de vapor es recolectar los vapores de los tanques de almacenamiento re!rigerado, luego comprimirlos, condensarlos devolver los líquidos condensados a los tanques de almacenamiento re!rigerados. Se proveerán tres sistemas id8nticos de recuperación de vapor una para propano, una para $utano un sistema de reserva completo. Cada sistema de recuperación de vapor manipula vapores provenientes de tres !uentes el colector de vapor de propano, el colector de vapor de $utano el colector de retorno del vapor del sistema de carga. Se puede seleccionar cualquiera de las tres !uentes a$riendo las válvulas apropiadas que alimentan al sistema seleccionado de recuperación de vapor. Los vapores de entrada provenientes de la !uente seleccionada se depuran en los depuradores de succión de recuperación de vapor se envían a los compresores de recuperación de vapor. Los compresores de recuperación de vapor aumentan la presión de los vapores desde presión atmos!8rica #asta alrededor de D% psia.
31
El gas de descarga proveniente del compresor de recuperación se envía a los !iltros de aceite del compresor de recuperación de vapor. El propósito de los !iltros de aceite del compresor de recuperación de vapor es remover virtualmente todas las gotas de aceite que midan más de (,D micrones. El vapor de propano o $utano li$re de aceite proveniente de los !iltros de aceite del compresor de recuperación de vapor se envía a los condensadores de recuperación de vapor donde los vapores se condensan completamente a -%;4. :dicionalmente el propano líquido se su$en!riará a algunos ;4 adicionales. Los líquidos provenientes del condensador de recuperación de vapor se envían a los acumuladores de condensado de recuperación de vapor. El medio de en!riamiento de los condensadores de recuperación de vapor es el re!rigerante de propano proveniente del sistema de re!rigeración. Se utiliza solamente re!rigerante de propano de $a1a temperaturaH$a1a presión para el servicio de condensación de recuperación del vapor. Los líquidos provenientes del acumulador de condensado de recuperación de vapor son $om$eados por las $om$as de retorno de condensado se envían a uno de los tres siguientes lugares el tanque de almacenamiento de propano, el tanque de almacenamiento de $utano o el depósito de $utano presurizado. Los no condensa$les se eliminan de los acumuladores de condensado de recuperación de vapor a trav8s del colector del sistema antorc#a de $a1a presión. Almacenam"ento Pre!ur"#ado Rede!t"lac"+n
El sistema de almacenamiento presurizado consta de cuatro +0 tanques cilíndricos, dos para propano dos para $utano. Los recipientes de almacenamiento presurizado de propano de vez en cuando reci$irán propano dentro de especi!icación desde las $om$as de re!lu1o de la torre despropanizadora, mientras que los recipientes de almacenamiento presurizado de $utano reci$irán de vez en cuando $utano dentro de especi!icación desde las $om$as de re!lu1o de la torre de$utanizadora. 5esde cada recipiente de almacenamiento, el propano el $utano se $om$earán, según sea necesario, al área de transporte. Iam$i8n desde cada recipiente de almacenamiento, el $utano el propano pueden volver a destilarse enviando utilizando estos líquidos #acia las torres de$utanizadora depropanizadora a trav8s de $om$as.
32
In!talac"one! de A$oo S"!tema de Ace"te Cal"ente
El sistema de aceite caliente sirve para $rindar el r8gimen requerido al re$oiler de la torre depropanizadora, el re$oiler de la torre de$utanizadora, así como al calentador de propano, al calentador de $utano, al evaporador de propano al evaporador de $utano. El aceite caliente a aproimadamente D((;4 % psig es $om$eado desde el recipiente de epansión de aceite caliente por medio de las $om$as de aceite caliente. Se proveen tres $om$as de aceite caliente cada una de las cuales se provee con una línea de reciclado.
P)@&tos !& D"s&o !& S"st&)
El sistema de aceite caliente, tal como se mencionó anteriormente, estará dise2ado para dos niveles de temperatura. El nivel de temperatura más alto inclue los re$oiler
33
de las
torres depropanizadora de$utanizadora, mientras que el nivel de temperatura más $a1a inclue evaporadores de propano $utano. Los regímenes de los distintos usuarios se muestran a continuación
4uente planta de !raccionamiento pisco
Inst)*)c"on&s !& A/o5o W :condicionamiento 5istri$ución de Gas Com$usti$le W Sistemas de Generación de 3otencia, 5istri$ución El8ctrica >CC W Sistemas de Aluminación <3S W Sistemas de Comunicaciones W Sistemas de :gua 3ota$le Sanitario W Sistemas de 5etección de Ancendio Espuma W Sistemas de 5rena1e 3rocesamiento de Jesiduos :gua :ceitosa
34
W Sistemas de :ire de las Anstalaciones.
35
-.2BALANCE DE MATERIA EN LOS EQUIPOS ) BALANCE DE MATERIA EN EL DEPROPANIKADOR La corriente llega al destilador como un vapor saturado a una presión de '(( psia B(V4>arcías P >artinez,Angeniería 5el Gas 3rincipios M :plicaciones,Canada,'BB+0. La composición molar del n-$utano en el destilado de$erá ser más (.% ), mientras que la composición molar del n-$utano en el residuo de$e ser '). La planta de "epas#iato tendrá una capacidad de (((galHdía de GL3. Se consideran &((( #rs. de operación por a2o. Composición del LG/ provenientes de >alvinas.
36
3ropano n-$utano n-pentano n-#eano
(.+ (.+ (.(B (.(
Condiciones
!. 7
c*)'& /&s)!o cc*)'& *"0&oc+ c)/)c"!)! !& *) to&
/(5/ 0 $%#o$49 2"( %arri$e48a
a$i#en+a ci&n
De+i$ao =!
PM
>"?o m@si$ o
=
%-mo%
Fon o =9
%-mo%
25.(
/(64
++.(B
:.(
/(24
%&.'
35(6
/(/:
*.'%
11365 /(56
=B
2 /(::
%mo%
/(//5
2 /(/1
:5(2
/(6.
/
/
35(6
/(253
/
/
(:
/(/63
2
1
14/(3
1(/
25.( 563
/(2 2(6
2566
/(13 /(/
(
/(/2
&.'*
.66
/(/4 /(/
4//(/
2/3/
1 25:(.
>8todo de s#iras
c3
Dr. 1(325/432 3.
1 /(53:32.6 3 /(/464:3: . /(2/5:521 .
c c" c( a <
8 El m9todo de !:"ra! no! d"ce )ue !" un com$onente e!t( $or enc"ma de 1 e!t( en el de!t"lado.
Calculando la volatilidad promedio con las volatilidades de los componentes clave a la temperatura promedio componentes
volatilidad
CD
+.*%
C+
.%
C%
(.&%
CT
(.D%
volatilidad promedio
α
= K CL
K CP
.
Calculando el número de platos mínimo mediante el m8todo de 4ensQe
12
Nm
Calculando el re!lu1o mínimo METODO DE UNDEROORD Si un gas vapor0 está a punto de empezar a condensar su primera gota de líquido, el gas se conoce como gas saturado vapor saturado0. El termino saturado quiere decir lo mismo que vapor líquido se encuentran en equili$rio uno con otro.
q = 1−
∑
V L
= 1 −1 = 0
∝i X Di = 1 + R min ∝ i −Θ
∝i X Fi = − ∑ ∝ i −Θ 1 q = >
!.!
3
R #in >
.3
c)*cu*)n!o &* &3*u%o #/t"o: 3ara poder realizar el cálculo de J optimo, se calcularon los valores de '., '.D '.+ '.%, veces el re!lu1o mínimo, el valor que representa el costo minino de la columna, será el J optimo.
Rop+i#o!. 2 Rop+i#o!. 3 Rop+i#o!. Rop+i#o!. "
.3()!''* *) /(3:5:4: /(42:54/:: /(46/2224: .
Suponiendo !lu1os internos constantes para toda la columna. :nalizando una etapa de$a1o del R plato !inal o$tenemos en siguiente $alance de materia
= Ln ; Ln = D * R
D Vm = D + Ln
c@*cu*o !& *os 3*u%os "nt&nos R o/t"
/(361..:: /(3:5:4: /(42:54/:: /(46/2224:.
1 ( + -
Ln
V
1.77899
11.-9(8
1+.8-17(
(-+.(+
111.-1+-1
(1.977+8
11.99-1
(.9+7987
c@*cu*o !&* n,&o !& /*)tos: X Y S
=
=
=
Roptimo
−
Roptimo S
−
S
Rmin +
1
S min +
S min 1−
1
+
Y
Y
Los platos reales se o$tienen dividiendo los platos teóricos entre la e!iciencia glo$al de la columna, una me1or estimación de la e!iciencia de los platos puede ser #ec#a con la versión de LocQeet Leggett, de la correlación empírica de ?conell, una estimación que !recuentemente es utilizada es *() de e!iciencia en la columna+. La altura por el !actor de espaciamiento entre los platos de ( .% de metro
3:
4
>
S t&o
S t&o
S &)*
S &)*
A*tu) !& *) co*un)
1
-.-E2(
.177
+1.(
+1
-9.
-9
+
(
7.9E2(
.7(
(.
(
--.7
-
+
9.9E2(
.-17
(8.79
(9
-(.
-+
'
-
1.E21
(.%(&D
(7.--
(7
-.78
-1
(
,arren Seider et al) &roduct -nd &roces .esign &rinciples)/da edición)pág" 012
C@*cu*o !&* !"@&to !& *) co*un)
).!( 66/ /(.3/ 2
P )t TR R3t+)t *$o*2R W V
=
PPM RT
C)*cu*)n!o *)s !&ns"!)!&s !& *) )*"&nt)c"#nJ !&* !&st"*)!o 5 *os 3on!os:
PM c3 c c" c( a <
44(/: 5(12 .2(15 6(1.
enia e+i$ao enia e $8quio
enia /(.4. /(:4 1(222 1(45:
%<'ie3 %<'ie3 %<'ie3 %<'ie3
2(32 %<'ie3 2:(3/ %<'ie3
S" s& ?u"&& conoc& &* @&) t)ns'&s)* !& un) co*un) !& /*)tos 6)5 ?u& t&n& &n cu&nt) ?u& &* @&) tot)* !& un /*)to &s: A A) (A!
4/
5onde - >N peso molecular del vapor - N !lu1o de vapor
- ! porcenta1e de inundación. /ormalmente suele tomar un valor de (,& para productos que no !orman espumas. -
P)) c)*cu*) *) '&*oc"!)! !& "nun!)c"#n s& &/*&) *) &/&s"#n:
u5
.!!!(' 2!(
C parámetro de capacidad de Souders 6roXn.
R&s/&ct"')&nt& *)s !&ns"!)!&s !&* *?u"!o 5 !&* ')/o
C FST FF F=A CF
- 4SI !actor de tensión de super!icie. 5onde la tensión super!icial se epresa en dnHcm0 - 47: !actor de !racción per!orada
- 44 !actor de espuma. 3ara sistemas que no !orman espuma 44Y', pero en otras ocasiones 44 puede ser (,*% o incluso menor.
41
/(3:1:1 /6
!L*
L) &st")c"#n !& A! A) s& 6)c& ) /)t" !& *) s"0u"&nt& &/&s"#n:
Ad
4G DT = Ad 1 − ρ G fU Π Aot
/(2
1/ 2
ρ
DT >
!.)5+
> ."
#
BALANCE DE ENERGIA EN EL CONDENSADOR Iomamos dos temperaturas para el condensador, es decir la temperatura a la cual ingresará el agua la temperatura máima de tra$a1o. I'Y IY I$Y N Y
*% ;4 '% ;4 '+&.B 4 '+'B.*'DBB l$molH#
'+'*(( l$molH#
Co/on&nt&
W='c)*0o*
"
"W=' c)*0 o*
Po/)no
+.+BET(D
(.*
D+(.+B
n2But)no
*(D+
(.*D
'B'*.
n2P&nt)no
'(
(.((%
D'.&B
n2=&)no
&B
-
-
42
Tot)*
%'B(.(+
Z7v de la mezcla (. $tuHgrmol
CALCULANDO EL AREA DEL CONDENSADOR
T − T ∆ ! ( T − T ) *U * ln T " − T W *V W W C " W 20.6 BTU / grmol 148.9° F − 75° F *141700000 grmol / hr * ln AC = (125° F − 75° F ) *100 BTU / hrft ° F 148.9° F − 125° F AC = 658.829 ft AC =
1
2
1
2
2
2
CALCULANDO EL CALOR TRANSFERIDO EN EL CONDENSADOR
− T T 1W #C = U C * AC * 2W T " − T 1W ln T " − T 2W BTU 125° F − 75° F 2 #C = 100 * 658.829 ft * 148.9° F − 75° F hrft 2 ° F ln 148.9° F − 125° F #C
= 2918181.849
BTU hr
5esarrollando una ecuación en !unción al Cp del agua
# = n * ∆ ! n=
T 2
= n * R ∫ T
1
CpdT
# T 2
∫
R * Cpdt T 1
43
n
2918181.849 BTU / hr
=
1.986 BTU / l"mol ° R * 3223.43 n = 455.84l"mol / h
W = 455.84l"mol / hr *18.01l" / l"mol = 8209.70l" / hr V =
m ρ
=
8209.70l" / hr 3
62.4278l" / ft
= 131.51 ft 3 / hr
$ BALANCE DE MATERIA EN EL DEBUTANIKADOR : partir de los cálculos o$tenidos es la torre depropanizadora tenemos 3ropano n-$utano n-pentano n-#eano
(.((% (.& (.% (.(
!. 7
c*)'& /&s)!o c c*)'& *"0&oc-
1(// 0
a$i#en+aci&n =!
De+i$ ao PM
>"?o m@si$o
%-mo%
=
Fono =9
=B
%mo%
%mo%
/
/
/(. /(/1
++.(B
31
:5(1 /(6
%&.'
552.
/(62
:4(.
/(:
/(4
/(/1
35(5 /(25
*.'%
2561
/(2:
1(/
/(/1
34(5
/(.:
( /(/6
&.'*
.62
/(/:
/(/
/
(
/(2/
1
1
:6(3
1(////
43(
1(//
14/
44
DM,T797 9, SE)RAS c3 c c" c( a <
Dr 2(44.:.1 /(::5422/. -/(/5:31: /(34514.2
Calculando la volatilidad promedio con las volatilidades de los componentes clave a la temperatura promedio componentes
34L-5636..
CD
+.*%
C+
.%
C%
(.&%
CT
(.D%
volativilidad promedio
D.(D(D(D(D
*calculando el número de platos mediante la ecuación de fenske:
Nm
(
Calculando el re!lu1o mínimo METODO DE UNDEROORD
q = 1−
∝ X Fi 1 q ∝ = − ∑ i X Di = 1 + R = 1 − 1 = 0 ∑ ∝i −Θ ∝ i −Θ L i V
min
45
= !.) > R #in Calculo del > Rop+i# o!.2 Rop+i# o!.3 Rop+i# o!. Rop+i# o!."
•
.(
reflujo óptimo: P)) &* c@*cu*o !& *os 3*u%os "nt&nos
.'2 /(. /(4
R o/t"
Ln
V
/(. /( /( /(:
17.1
+-.(
189.9
189.9
1(.7
1(.7
(7.-
(7.-
1 (
/(:/
+ -
Calculando el numero de platos reales:
>
S t&o
S t&o
S &)*
S &)*
A*tu) !& *) co*un)
1
8.79E2(
.177
(1.((
(1
+(.7
++
'
(
1.11E21
.7(
1.8-
(
+.+8
+
'%
+
1.-+E21
.-17
19.9
1
(9.
(
'+
-
1.8(E21
(.%(&D
18.
19
(8.7
(9
'+
*cálculo del diámetro de la columna
FL?
.())' )'!
u5 A4A
.!33*3 (*
.'*)( "23
46
DT >
!".'"5+
>
.) #
4.
CAPITULO IV
An@*"s"s D& Costo D&* D&/o/)n"4)!o
@ALANCE ECONOMICO TORRE DEPROPANIADORA Para rea$iBar $o iguien+e c$cu$o e u+i$iBo co#o +e;+o %ae arren Seier e+ a$1 Prouc+ An Proce Deign Princip$e1 2a eici&n. a CLCGLO DEL COSTO DE COLGMNA ?ACA ,% 'eso F% de'ender@ de %a orienta$in de% desti%adorH "ti%i+ando %os datos de %a Ig"ra 16(13 Se oserJan %as e$"a$iones de a$"erdo a %a orienta$in#
Peo $%
$%
co+o e co$u#na Jac8a co+o e co$u#na Jac8a
&J Eori+onta% &* *erti$a%
*!2(!. ( 121561( 32 132:2( 13
,n n"estro $asoH e%egimos %a $o%"mna Jerti$a%( % CLCGLO DEL COSTO DE ADICIN 9e'ender@ de% di@metro de% re$i'iente en e% $aso de %os Cori+onta%es de "n ;a$tor e='erimenta% dado en 'iesH mientras "e de %os Jerti$a%es de %a %ongit"d y di@metro(
Di#e+ro 5+ Longi+u 5+ Co+o e aici&n
D L &PL
.)! 6/(// 1./.:( /2 4
,% 'eso en %a $orre%a$in de'ende de% es'esor de %a 'ared de %a $ora+a# A a%tas 'resiones es s"I$iente estimar $ostos as"miendo "e e% es'esor de %a $ae+a es ig"a% a% de %a $ora+a( 9e donde L es %a %ongit"d de% $i%indro y %a densidad de% a$ero a% $arn es 4:/%<;t3
epeor e $a coraBa 5+ Di#e+ro in+erno 5+ $ongi+u 5+ $%45+3 peo $%
pi ts
3.! /(1:
9
4(1
L densidad
6/ 4:/ :1261(6 4
Segn %a ASM,H e% es'esor de %a 'ared se $a%$"%a#
Di#e+ro in+erno 5+ prei&n in+erna e ieo en pi rei+encia #;i#a pi eciencia 5racciona$ e o$ao Epeor e $a pare 5+
Di
.*
Pd
2/(25
S
15///
,
/(5
t'
/(/5
Sand%er and L"$Kieie+ F1:. re$omienda "e %a 'resin de diseoH dee ser mayor "e %a 'resin de o'era$in Po(
4:
Para 'resiones 'resiones de o'era$in entre / y 5 'siH se "ti%i+ara "na 'resin de diseo de 1/ 'si( ,n e% rango de 'resiones 'resiones de o'era$in de 1/ a 1/// 'siH se "sa %a e$"a$in#
P o'era$in PC' OParometri$a PC''resin m@s a%ta en %a $o%"mna(
prei&n e operaci&n pia prei&n e ieo pia
Po
23.3
Pd
2/(25
Para 'resiones de o'era$in mayores a 1/// 'siH se "sa "na 'resin ig"a% a 1(1 Je$es %a 'resin de o'era$in( Sin emargo %as $ondi$iones de seg"ridad di$tan "e se dee dar "na am'%ia di;eren$ia entre %a 'resin de diseo y %a 'resin de o'era$in( ,% ;a$tor S de'ende de'ende de %a tem'erat"ra de de diseo y e% materia% de $onstr"$$in( $onstr"$$in(
,sta e$"a$in se a'%i$a a 1/FL<9Q2
epeor e $a pare 5+ i#e+ro in+erior 5+ Longi+u 5+ prei&n e ieo pi
+p
."
9i
4(1
L Pd
6/ 2/(25
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5/
pro#eio e epeor e $a pare 5+
tJ
/(/45.:
,% es'esor tota% de %a 'ared 'ara so'ortar %a 'resin de diseo es TJ/(14 F;t F$orrosin TJ/(15.: ;t ;t FJa%or $orregido $orregido 'or $orre$$in $orre$$in
c CLCGLO CLCGLO DEL COSTO COSTO DE COMPRA COMPRA 5.o.% 5.o.% Los mtodos mtodos em'%eados em'%eados 'ara e% a%an$e a%an$e e$onmi$ e$onmi$oH oH diIeren diIeren a$orde a$orde a diJersos diJersos as'e$tos de diseoH "no de e%%os es %a orienta$in de% desti%ador( desti%ador( La ;rm"%a "ti%i+ada 'ara $a%$"%ar e% 're$io ;o 'ara e% $osto de $om'raH en "n sistema de desti%a$inH desti%a$inH ;ari$ado $on a$ero a% $arnH in$%"yendo in$%"yendo a$$esorios( a$$esorios(
Fac+or #a+eria$
FM
!
co+o e co$u#na Jac8a Co+o e aici&n co+o e co#pra
&J
132:2( 13 1./.:(/ 2 2//3.1( 15
&'L &'
COSTO DE COMPRA COMPRA DE LOS LOS PLATOS PLATOS
51
Las torres Jerti$a%es de asor$inH desti%a$in "ti%i+an '%atos( M"%et et a%( F1:1 'resenta "n mtodo 'ara estimar e% $osto de $om'ra de %os '%atosH insta%ados en torres Jerti$a%es
Nu#ero e p$a+o 5ac+or e$ nu#ero e p$a+o 5ac+or +ipo e p$a+o 5ac+or e #a+eria$ e p$a+o co+o %ae e p$a+o co+o e in+a$aci&n e p$a+o
N+
3
!nt
/(6.
!tt
1
!tm
1
&t
51(.2
&t
1./24(43
52
Ecuaci&n J$ia para D> 2 a !( 5+
ia#e+ro in+erno Di 5+ co+o %ae e &t p$a+o
.)! 51(.2
Si e$ nu#ero e p$a+o e #a6or a 21 e$ 5ac+or Fn+>!. Si N+21 e$ 5ac+or e #a6or a uno1 ao por $a ecuaci&n,
nu#ero e p$a+o 5ac+or e$ nu#ero e p$a+o
NT
3
!nt
/(6.
E$ 5ac+or F+#1 epene e$ i#e+ro e $a co$u#na en pie1 epenieno e$ #a+eria$ e con+rucci&n,
E$ co+o +o+a$ e $a co$u#na e e+i$aci&n, Cp< co+o e $o p$a+o>2!'3*".3 e Co+o De$ Conenaor.
Esta$leceremos algunos parámetros
53
Costo del agua de en!riamiento de (.'H'(((gal
T%
!2".!
F
+!
.5
!
+2
125
!
?n
362
%mo%
HJ
5646
BTU<%mo%
Gc
1//
BTU
R
1(:6
t"<%mo%R
eni a
62(:4
%<;t3
PM agua
1
W = 3628l"mol / hr * 18.01l" / l"mol = 65304l" / hr V =
m ρ
=
65304l" / hr
= 1037.56 ft
3
3
62.4278l" / ft
/ hr
= 7761.08 g$l / hr
El costo del agua de en!riamiento es de V * C W
.01dol$r&' = 7761.08 g$l / hr * = 6800dol$r&' / $%o 1000 g$l
5 E+i#aci&n e$ co+o para in+erca#%iaore e ca$or 54
El intercam$iador será de acero al car$ono, el costo !inal del intercam$iador esta dado por
C (
= C B * F D * F P * F M
El !actor de !orma principal para determinar los costos de compra para un intercam$iador es el área usualmente $asado en el área de salida de los tu$os0 En la !igura '.'( se o$serva el precio de compra !.o.$. para intercam$iadores de tu$o coraza.
Costo $ase para intercam$iador de acero al car$ono de ca$ezal !lotante
: Y +B.D!t
Co!to de com$ra *.o.%. $ara cada uno de lo! t"$o! de "ntercam%"adore!
3ara !loating #ead C$0Y'&'DD.*B
El !actor de presión 4p, está $asado en la presión de la coraza en psi, esta ecuación es aplicada de '(( a ((( psig
55
Preion pi 5ac+or e co+e a preion e operaci&n 5ac+or e co+e a preion e operaci&n 5ac+or e #a+eria$ Co+o %ae
Fp
!.
!m &
Co+o +o+a$ e$ in+erca#%iaor
&'
1(// 1133(. : 1..5(6 4
P
2).
!'
1(/4
COSTO ANUAL DEL INTERCAMBIADOR :
C ( 2000
=C
(
*
) )
2000
1981
525.3 = 14086.2 = 18775.64dol$r&' * 394.1
Sumando el agua de en!riamiento
C TAW
= 14086.2 + 6798.7 = 10885dol$r&'
g Co+o e$ Re%oi$er
Las varia$les que de$emos esta$lecer son
56
•
El calor que se necesita para trans!ormar el liquido que se alimenta al Je$olier, para trans!ormarlo a vapor, es el mismo que el Calor calculado en el condensador. Como la cantidad de vapor es la misma, por #a$er esta$lecido !lu1os constantes dentro de la columna, el Z7v, es el mismo, concluimos que se trata de la misma cantidad de calor.
El vapor utilizado es vapor saturado a '%(psi, el cual se encuentra a una temperatura de '(%.DD+;J. La tras!erencia de calor esta limitada a %(;4.
3ara el área requerida para el intercam$iador : Y+B.+ !t 4lu1o e vaporY*.%l$molH#Y %&%D.*++l$H#
El costo anual del vapor •
:sumiendo que el costo del aceite es H'(((l$
V * C W
dol$r&' = 5853.744l" / hr * 2 = 102557.59 dol$r&' / $%o 1000l"
Estimación del costo para intercam$iadores de calor por correlaciones En este caso el intercam$iador será de acero al car$ono, el costo !inal del intercam$iador esta dado por
C (
= C B * F D * F P * F M
Costo $ase para intercam$iador de acero al car$ono de ca$ezal !lotante operando a una presión de +& psi
5.
Co!to de com$ra *.o.%. $ara cada uno de lo! t"$o! de "ntercam%"adore!
3ara u-tu$e C$0Y1/:1(3 El !actor de presión 4p, está $asado en la presión de la coraza en psi, esta ecuación es aplicada de '(( a ((( psig
Preion pi 5ac+or e co+e a prei&n e operaci&n
5ac+or e co+e a prei&n e operaci&n 5ac+or e #a+eria$ Co+o %ae Co+o +o+a$ e$ in+erca#%iaor
Fp
!.
!m & &'
1(// 1/:1(3 1142/(5 5
P
2).
!'
1(/4
An"a%i+ando $osto# C ( 2000
=C
(
*
) )
2000
1981
525.3 = 15226.7dol$r&' = 11420.55dol$r&' * 394
Co+eo Fina$ De La Co$u#na
5
Co+o e $a co$u#na epropaniBaora, Co+o e $a co$u#na < co+o e$ conenaor < co+o e$ Re%o$ier
Co+o e co$u#na>2!'3*".3< !)(.2< !"22(.'>2(').33
5:
CAPITULO V SIMULACION DEL PROCESO
CONCLUSIONES •
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•
•
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•
La composición del gas natural varía según el acimiento en el que se u$ique. El lote && está destinado para el consumo interno, a$asteciendo a los departamentos de Cusco, :acuc#o, :purímac, >adre de 5ios, en el presente tra$a1o se utilizó ((( $arrilesHdia. La !utura 3lanta de 4raccionamiento en "epas#iato, estará destinada para el consumo de la macroregion sur, a$aratando los costos del GL3 en dic#as regiones. La construcción de la !utura planta a!ectará los intereses de la empresa comercializadora de GL3. Se sa$e que la venta de GL3 los líquidos, son más renta$les que la venta del gas natural. El costo total de la columna asciende a un monto de +*(%.DD, con un margen de error del %), el cual se de$e a los índices de costo utilizados.
BIBLIOGRAFÍA •
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4ourni8, 4. P. C. [3ermeation >em$ranes can E!!icientl Jeplace Conventional Gas Ireatment 3rocesses\, P3I (H&*, 3ag. *(* U *'. "umar, S. [/atural Gas Engineering\, C#ap. , Gul! 3u$lis#ing Compan. 6ooQ 5ivision, 7ouston, IR, . [Sur!ace 3roduction ?perations\ Nol. , 5esign o! Gas U 7andling Sstems and 4acilities0, C#ap. *, Gul! 3u$lis#ing Compan. 6ooQ 5ivision, 7ouston, IR,
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