UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE CIENCIAS CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA Alumno: Cristian González Nº Legajo: 3149
Trabajo Práctico N° 16 Planta de Destilación al Vacío INTRODUCCIÓN La destilación al vacío es la continuación del proceso de destilación de crudo. El crudo reducido proveniente de la columna de destilación atmosférica se calienta en un horno y se destila a presión sub-atmosférica para recuperar destilados adicionales y gas oil. La presión reducida permite la extracción de estos materiales del fondo de topping sin emplear temperaturas excesivas y reduce el arrastre de metales y materiales formadores de carbón al producto gas oil. Existen dos tipos de operaciones de destilación al vacío en las refinerías. La operación más común extrae gas oil para carga de las unidades de cracking que se encuentran aguas abajo en la refinería donde se convierte en gases livianos y líquidos. El
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DESCRIPCIÓNDELPROCESO
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La unidad de vacío húmeda tiene un pre-condensador para remover el exceso de agua, proveniente de la cabeza de la columna, previo a los eyectores. Existe siempre una contrapresión en la cabeza de la columna igual a la presión de vapor del agua a la temperatura de condensación condensación en el pre-condensador. pre-condensador. El vapor de agua total inyectado inyectado en la columna (coil + stripping) se encuentra típicamente en el rango de 36 a 60 kg/m 3 de residuo de vacío. La unidad de vacío seca tiene una temperatura mayor en la zona flash que la unidad de vacío húmeda para el mismo servicio y generalmente es necesario proveerla de un circuito de refrigeración para evitar la formación de coque y que se tapone. El enfriador de arranque subenfría el líquido de la zona flash y previene la coquificación. Ambas unidades tienen un lecho de lavado por encima de la zona flash. La alimentación de la columna de vacío entra a la zona flash a muy alta velocidad, y una cantidad considerable de líquido pesado es atrapado por el vapor de la zona flash. El gas oil pesado que se inyecta de regreso a la columna por encima del lecho de lavado arrastra hacia abajo a los líquidos atrapados. Los metales metales y el carbón-con también también son lavados en el lecho.
CONDICIONESDEOPERACIÓNTÍPICASYCONTROL El crudo reducido de topping que alimenta las unidades de vacío tiene un rango
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de vacío por debajo de los 370 ºC para prevenir más craqueo de líquido pesado y la subsecuente formación de depósitos de coque en el fondo de la columna. Por lo tanto, las columnas de vacío húmedas que operan con zonas zo nas flash por debajo de 388 ºC no requieren enfriadores de arranque. Por otro lado, esta clase de enfriadores se necesitan casi siempre en las columnas de vacío secas ya que el producto de fondo sin enfriamiento está a la temperatura de la zona flash. Las operaciones mostradas en la Fig. 92 no tienen reflujo entre las zonas de gas oil pesado y gas oil livado. La separación entre estos productos es algo arbitrario y está regida por consideraciones de transferencia de calor. (Estos productos muchas veces se recombinan y se mandan a cracking) Una viaje regla de diseño es remover al menos el doble de calor en la zona de gas oil pesado con respecto a la zona de gas oil liviano. Las temperaturas de extracción extracción de gas oil viano están en el rango de 150 a 165 16 5 ºC mientras que la del gas oil pesado están entre 260 y 300 ºC. Los nuevos diseños enfrían el gas oil liviano con agua de enfriamiento; mientras los antiguos solían solían hacerlo con con crudo frío y lo ajustaban con agua de enfriamiento. El gas oil pesado emplea al menos dos intercambiadores del tren de precalentamiento precalentamiento de crudo. La temperatura de cabeza de la columna de vacío determina el arrastre de líquido hacia el sistema de vacío. Los nuevos diseños fijan una temperatura de cabeza de 66ºC o menos, dependiendo de la temperatura del agua de enfriamiento disponible para el enfriador circulante de gas oil liviano. No es raro ver temperaturas de cabeza altas como
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Al igual que las columnas de destilación atmosférica, el tamaño de las columnas de vació está determinado por la carga de vapor. Las velocidades de vapor son mayores en las
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EYECTORES: son elementos estáticos (no poseen partes móviles), consisten en un Venturi, poseen tres zonas definidas, zona de carga, por donde ingresa el vapor y los gases aspirados, zona de difusión, donde existe una variación en la Energía Potencial y Cinética del sistema, zona de descarga, por donde sale parte del vapor de agua condensado mezclado con los gases aspirados. El eyector funciona produciendo vacío porque en la primera zona del mismo, el vapor se ve obligado a aumentar rápidamente su energía cinética en detrimento de la Energía Potencial, lo que, al disminuir provoca una zona de vacío que se comunica con la torre o acumulador, de la segunda zona se restituye parte de la Energía Potencial, disminuyendo la Cinética de tal
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CONDENSADOR BAROMÉTRICO: BAROMÉTRICO : este equipo produce vacío principalmente por el efecto que consiste en reducir el volumen de una masa gaseosa con la
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PLANTA DE VACÍO EN LA REFINERÍA LUJÁN DE CUYO (YPF) La materia prima de esta planta es el crudo reducido de UOP o Kellogg, el cual es calentado en un alambique en la zona de radiación-convección a una temperatura cercana a los 400ºC. Como esa temperatura está prácticamente en el umbral de cracking en el horno se inyecta vapor lo cual provoca turbulencia y evita el recalentamiento localizado y de esta manera se reducen los puntos donde se puede producir el cracking, es decir zonas donde su temperatura sobrepasa los 380ºC. El crudo calentado se inyecta en la zona flash de la torre de vacío (parte inferior) y en la cual se produce al igual que en el topping un fraccionamiento de productos en orden a sus rangos de volatilidades, Peso Molecular, y temperatura de ebullición. La torre de vacío tiene en su parte inferior una disminución de volumen que obedece principalmente a reducir el craqueo. craqueo. El cracking se ve influenciado por tres variables principales:
Tiempo de Residencia. Temperatura. Carga (peso molecular).
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Como primer corte lateral tenemos GOLV (20%) se divide en dos corrientes de las cuales una vuelve como reflujo previo enfriamiento en dos corrientes de las cuales una vuelve como reflujo previo enfriamiento para el control de la temperatura de zona. La otra corriente es materia prima para la Planta de Hidrocracking Catalítico (Isomax). .
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con el reflujo de GOPV a la parte superior. Los condensados del acumulador más pequeño se mandan por diferencia de presión al más grande y éste sirve como condensado de tratamiento en el desalador, de allí proviene la importancia de no enviar a estos hidrocarburos livianos.
BIBLIOGRAFÍA •
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KAES, G. L. Refinery Process Modeling. 1st Ed. Colbert, Georgia (USA), Kaes Enterprises, Inc, 2000. 397 p. FAHIM, M.A, AL-SAHHAF, T.A., ELKILANI, A. Fundamentals of Petroleum Refining. 1st Ed. Amsterdam (The Netherlands), Elsevier B.V., 2010. 496 p. MATERIAS PRIMAS PETROQUÍMICAS. Material de Cátedra. San Rafael, Mendoza (ARG), Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, UNCuyo.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE CIENCIAS CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA Alumno: Cristian González Nº Legajo: 3149 Vapor
Vapor
Vapor Vapor
E
E
E E
A la Atmósfera
Agua, H2, hidrocarburos livianos
Crudo Reducido
Tanque de Condensación
20 mm Hg
Bomba
R
Al desalador GOLv (20%)
Bomba
R
GOR (32%)
ISOMAX
Bomba
R
ZONA FLASH
FCCV
GOP arv (6%)
Bomba
A Planta de Coque
30 mm Hg
Evita Craqueo
Vapor de Agua
Residuo asfáltico o Fondo de Vacío (40%)
Combustible a destilería
Bomba
Combustible(AyE), Luján Combustible(AyE), de Cuyo
Materias Primas Petroquímicas – 2010
Fluxante, Diesel Oil Oil
Fuel Oil a venta
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