PLANTA DE OLEFINAS II DESCRIPCION GENERAL
GENERALIDADES: La planta de Olefinas II de “El Tablazo” produce etileno y propileno en grado polímero polímero por conver conversión sión térmica térmica de propano propano yo yo etano! etano! "ue dise#a dise#ada da por la $ompa#ía alemana “Linde” con una capacidad instalada de %&'!''' T(a#o de etileno y )%'!''' T(a#o de propileno en un es*uema de alimentación de )''+ propano a ,!''' -oras continuas anuales! La planta tiene fle.ibilidad para consumir etano y propano como materia prima/ pudiendo operar con es*uemas desde un )''+ de etano -asta )''+ de propano/ pasando por cual*uier caso de mezcla! Las materias primas provienen vía tubería de las plantas de 0!L!1! y de las estaciones de separación y almacena2e de 3a2o 0rande y La 4alina! En el modo normal de operación 5mezcla etanopropano6/ el flu2o de propano lí*uido de alimentación a la planta se encuentra a ),/7 bar 5a6 y %,8$/ mientras *ue de etano est9 a ),/7 bar 5a6 y )'8$! La planta de Olefinas II inició operaciones a fines de )::7! En el ane.o ) se presenta el 3alance 0lobal de productos y sub;productos *ue se puedan obtener de la 1lanta/ ba2o tres casos de alimentación de -idrocarburos características!
DESCRIPCION GENERAL DE LAS FASES DEL PROCESO: A. PIROLI PIROLISIS SIS Y ENFRIA ENFRIAMIENTO MIENTO:: La fase fase inicia iniciall del del proc proceso eso cons consist iste e en somet someter er a altas altas tempe temperat ratura uras s las las corrie corriente ntes s de -idroc -idrocar arbu buros ros 5etano 5etano y propan propano o m9s vapo vaporr de agua agua66 para para producir su cra*ueo ó ruptura térmica de la molécula y su conversión a etileno/ propileno propileno y otros sub;productos! sub;productos! El gas de proceso proceso resultante resultante se compone de una mezcla de productos olefinicos/ gases incondensables/ -idrocarburos de diferente orden molecular y varias impurezas/ tal como gases 9cidos! En este producto endotérmico se controla la temperatura y el vapor de dilución 5'/%
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El proceso se lleva a cabo a ba2a presión a fin de evitar condensaciones y polimerizaciones indeseables a e.pensas de las Olefinas! Esta sección se compone de = -ornos idénticos 5";')') a ";'=')6! $ada uno consiste de 7 ca2as radiantes y una sección de convección com>n/ con = serpentines! $ada ca2a contiene ? pasos de serpentín! Los -ornos se pueden operar en el siguiente es*uema@
? -ornos para cra*uear etano ó propano en ambas celdas!
7 -ornos para cra*uear etano yo propano en celdas separadas!
& -ornos en operación normal y uno disponible como reserva para permitir el deco*uizado!
La alimentación/ a ?=;&&8$/ es mezclada con vapor de dilución a ba2a presión para reducir la presión parcial de los -idrocarburos e incrementar la producción de los compuestos olefinicos deseados! Aic-a alimentación es precalentada a 7''8$ en la sección de convección! En la sección de radiación/ el gas es cra*ueado en condiciones estrictamente controladas! Craqueo de etano 820 °C a 840°C:
$B% C $B% ;;;;;;;;D $B7 $B7 F B7 F
$B? $7B7 $7B? $%B? $%B=
$%B, $?B= $?B)' $&F $O
Craqueo de propano 840°C a 860°C:
$B7 $B7 F B7 F $B% C $B% C$B% ;;;;;;;;D $B7 $B C $B% F B7 F
$B? $7B7 $7B? $7B= $%B? $%B=
$%B, $?B= $?B, $?B)' $&F $O
%
El flu2o por -orno puede variar de ?/%7 a :/& T(-r para cra*ueo de etano/ y de G/7 a )&/, T(-r para cra*ueo de propano! La reacción se produce a una temperatura de ,?' a ,=&8$/ obteniendo rendimientos teóricos de G,+ de etilenoetano/ )G+ de propilenopropano y ?G+ de etilenopropano! El calor es suministrado al -orno por *uemadores en las paredes montados en la sección de radiación a varios niveles/ para asegurar una buena distribución del calor sobre los serpentines en la zona de radiación! La configuración de los serpentines est9 prevista para una alta relación superficie a volumen/ *ue produce un r9pido calentamiento para promover la pirólisis y acortar el tiempo de residencia! Los gases calientes de combustión *ue abandonan la sección de radiación fluyen a mas de ,''8$ a la sección de convección/ en donde el calor se emplea para precalentar la alimentación de -idrocarburo y el agua de calderas y sobrecalentar el vapor saturado/ obteniéndose vapor sobrecalentado a ),78$ y =& bar5g6! $ada -orno est9 dotado de un ventilador o tiro forzado actuado eléctricamente y una c-imenea en tope de los mismos/ para e.tracción de gases de combustión! H fin de evitar pérdida de olefinas por la alta temperatura de los gases/ y el desarrollo de reacciones secundarias/ el efluente de los serpentines se enfría r9pidamente en calderas de enfriamiento s>bito 5E;')') H3 a la E;'=') H36 con agua/ gener9ndose vapor de alta presión a =& bar 5g6!
B. LAVADO DE GAS DE PROCESO: El efluente de la sección de pirólisis es enfriado en un sistema de enfriamiento y absorción con agua y aire/ consistente en una columna de absorción 5T;7,')6! Hsí/ el gas de pirólisis se enfría a ,=/G8$ al punto de rocío por evaporación de agua puesta en contacto y en contracorriente! H la vez/ se eliminan las partículas de coe/ al*uitr9n y fracciones de destilados pesados del gas de proceso! 4e produce así un acondicionamiento de la corriente de gas en cuanto a temperatura 5enfriamiento para evitar elevación de temperaturas en la posterior compresión6 y eliminación parcial de componentes inconvenientes e impurezas!
?
El agua del fondo de la torre de absorción se envía a un tambor 5A;7,')6 en donde todos los -idrocarburos mas pesados *ue el agua se separan para su posterior envío a un decantador/ en donde se produce la separación de destilados pesados! El agua remanente se recircula a la columna después *ue se le elimina las partículas de -idrocarburos en un coalescedor! Aic-os destilados pesados se envían a almacenamiento de gasolina bruta!
C. COMPRESION DEL GAS CRAQUEADO: $on el fin de obtener condiciones de presión y temperatura en el gas de proceso/ y poder efectuar la separación de sus componentes por destilación/ se comprime este gas a %G bar5g6 en un compresor centrífugo de & etapas! Este compresor 5$;%)')6 puede mane2ar un flu2o de gas de -asta )7' T(-r/ a %G bar5g6 y %G8$! Aespués de cada etapa de compresión el gas se enfría y se separan los componentes pesados en un tambor! El gas 9cido/ $O7 y otras impurezas/ se remueven entre la cuarta y la *uinta etapa mediante lavado c9ustico en un absorbedor 5T;%&')6! Los condensados lí*uidos de todas las etapas son recolectados y enviados a un separador de ba2a presión/ 5A;7,'76/ *ue opera a '/G bar 5a6!
D. REMOCION DE GAS ACIDO: El gas 9cido se elimina antes de la >ltima etapa de la compresión del gas de pirólisis en un absorbedor 5T;%&')6 *ue efect>a un lavado con JaOB en contracorriente/ reduciendo la concentración de 9cido a niveles adecuados 5menor de ) ppm6! El absorbedor utiliza un sistema dual de circulación/ en el *ue la soda concentrada 5)'+6 circula en la sección superior mientras *ue se repone la soda fresca y la soda gastada va al fondo del e*uipo! El efluente o soda gastada se envía a tratamiento especial!
E. TRATAMIENTO DE SODA GASTADA: La soda gastada/ a una concentración de 7+/ se envía desde el fondo del absorbedor c9ustico a un separador de desgaseo 5A;%&'76! Ae a*uí/ el gas obtenido se envía a la segunda etapa del compresor de gas de proceso y la soda se enfría a ?'8$ y se neutraliza con 9cido sulf>rico en un mezclador/ seg>n las siguientes reacciones@ Ja$O% F B74O? ;;;;;;D Ja74 F B74O? ;;;;;;D 7JaOB F B 74O? ;;;;;;D
Ja74O? F B7O F $O7 Ja74O? F B74 Ja74O? F 7 B7O
&
La soda gastada neutralizada se envía entonces a un recipiente de despo2amiento/ en donde el gas separado se envía al mec-urrio! El pB del licor remanente se regula entre G y :/ y se bombea al sistema de tratamiento de aguas residuales!
F. HIDROGENACION: El gas de pirólisis se somete a una -idrogenación catalítica selectiva para remover totalmente el acetileno y convertir dienos a mono;olefinas y alcanos/ a una concentración menor *ue ) ppm! 1ara ello/ el gas de pirólisis se calienta a la temperatura de reacción de &' a ))'8$! La -idrogenación se efect>a en un sistema de tres reactores de lec-o fi2o 5K;%=') H3$6 adiab9ticos/ en serie/ con enfriamiento entre cada lec-o para remover el calor liberado por la -idrogenación! Las reacciones *ue tienen lugar son@ B ; $ ;;;;;;D $ ; B F B 7 ;;;;;;D $B7 $B7 F $B7 $ $B 7 F B7 ;;;;;;D B7$ $B C $B % F $B7 $B7 F B7 ;;;;;;D $B% C $B% F El catalizador usado es de paladio sobre base de al>mina!
G. SECADO Y PRE-ENFRIAMIENTO: El gas -idrotratado se pre;enfría antes del secado para reducir el contenido de agua y el volumen del gas! El secado se efect>a en un tamiz molecular/ mediante un secador en servicio y otro en regeneración 5H;%G') H36! El ciclo de cada secador es de %= -oras! 4e reduce el contenido de -umedad a menos de ) ppm! El gas seco se enfría en contracorriente en líneas *ue vienen de la sección de fraccionamiento y se envía a la torre deetanizadora en diferentes bande2as de alimentación!
H. SEPARACION C2 /C3: El gas de pirólisis y las corrientes de condensado se alimentan a la columna desetanizadora 5T;%,') %,'76 para su separación en fracciones! El sistema consta de dos torres@ una a alta presión 57G bar y C?,8$ en el tope6 *ue realiza la función de despo2amiento/ y otra/ a ba2a presión/ recibe el fondo de la primera 5libre de metano y livianos6! El tope de la segunda torre es parcialmente condensado con propileno refrigerante y se envía al separador de $2! El fondo de la segunda columna 5G78$6/ conteniendo $ 3 y componentes mas pesados/ se envía a la despropanizadora!
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I. SECCION DE BAJA TEMPERATURA: El gas de pirólisis es enfriado en varias etapas o intercambiadores 5E;?'') )7%M A;?'') )7%6 -asta *ue todo el etileno/ etano y casi todo el metano -aya condensado/ envi9ndose estas corrientes a la columna desmetanizadora! Las corrientes de productos fríos se utilizan como refrigerantes! El rango de temperaturas *ue se mane2a en esta sección es de C&7 a C,'8$!
J. SEPARACION C1 /C2: Todos los condensadores de la sección de ba2a temperatura se alimentan a la demetanizadora 5T;?)')6/ en donde se e.traen por el tope componentes livianos@ metano/ $O e -idrógeno en el tope de %) bar! La fracción de fondo a la columna fraccionadora etanoetileno T;?%')! La desmetanizadora opera a %) bar 5g6 y con una temperatura de tope de ;C%8$ y de C=8$ en el fondo!
K. FRACCIONADORA ETILENO/ETANO: La corriente de fondo lí*uida de la desmetanizadora y la corriente de tope de la desetanizadora se alimentan en la separadora de $7 en dos bande2as diferentes 5T;?%')6! Esta columna opera a )G bar 5g6 con una temperatura de tope de C%7/78$ y de fondo de C)'/%8$! El etileno producto se e.trae como gas o lí*uido del tambor de reflu2o! El etileno gaseoso se recalienta con propileno subenfriado y se envía a usuarios! El etileno producto lí*uido se subenfría y se envía a almacenamiento de etileno lí*uido! La fraccionadora de fondo/ etano/ se calienta a temperatura ambienta y se recicla a los -ornos de pirólisis!
L. SISTEMA DE REFRIGERACION DE ETILENO: 4e usa para suplir los re*uerimientos de ba2as temperatura 5de ba2o rango6 en el fraccionamiento/ mediante el empleo de un compresor centrífugo de tres etapas 5$;??')6 *ue permite alcanzar temperaturas entre ;&= y ;)'78$!
M. SISTEMA DE REFRIGERACION DE PROPILENO: 1roduce los re*uerimientos de refrigeración para el fraccionamiento en un rango medio de temperaturas/ pudiéndose alcanzar de )' a C%,8$/ mediante la compresión de vapores de propileno en un compresor centrífugo de ? etapas 5$;?=')6! $omo parte del sistema se usan aero;condensadores y un tambor de condensado 5A;?='&6 desde donde se suplen los re*uerimientos de los e*uipos refrigerados!
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N. PRESSURE SING ADSORPTION !PSA": En esta unidad se purifica el -idrógeno del gas de cola en una corriente de alta pureza para ser empleada en la unidad de -idrogenación de gasolina! 4e usan cinco absorbedores 5H;&'') H3$AE6 *ue operan en un ciclo alternativo de adsorción;regeneración/ en forma completamente automatizada/ pudiendo operar -asta ?'+ de su capacidad nominal!
O. SEPARACION C3 /C#: El producto de fondo de la desetanizadora se alimenta a la despropanizadora 5T;&)')6 *ue opera a )'/= bar/ 7,/%8$ en el tope y :'8$ en el fondo! La fracción de $ % se elimina en estado lí*uido como producto de tope de la despropanizadora/ a 7' bar 5g6 y ,:/&8$ y se envía a la fraccionadora propanopropileno! Los $ ? e -idrocarburos mas pesados se eliminan como productos de fondo y se envían a la separadora $ ?$&!
P. SEPARACION PROPANO/PROPILENO: El producto de tope de la despropanizadora se alimenta a la separadora de $ % 5T;&&')6 *ue opera a )7 bar 5g6/ 7,/%8$ en el tope y %,8$ en el fondo! Esta separa el propileno del propano para obtener un producto final como propileno grado polímero! En el tope se obtiene propileno del tambor del condensador/ y en el fondo/ la fracción de propano se recicla a los -ornos de pirólisis!
Q. SEPARACION C# /C$: El producto de fondo de la despropanizadora se alimenta a la desbutanizadora 5T;&G')6 *ue opera a G bar 506/ =?8$ en el tope y )%)8$ en el fondo/ para ser separado en una fracción de $ # y otra fracción de gasolina ligera! $omo tope de la columna se retira la fracción de $ # *ue se recicla a los -ornos de pirólisis! LH fracción $ $F se envía a la unidad de -idrogenación de gasolina!
R. HIDROGENACION DE GASOLINA: El propósito de esta unidad es eliminar componentes inestables 5como diolefinas6 por -idrogenación selectiva/ con ob2eto de producir gasolina para motor a las especificaciones re*ueridas! Esta gasolina reacciona con -idrógeno de alta pureza en un reactor catalítico de lec-o fi2o/ selectivo 5K; =)')6 a condiciones específicas de ): bar 5g6 y )''8$ o )?G8$ para minimizar la formación de productos pesados por polimerización y evitar pérdidas de componentes arom9ticos por -idrogenación!
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$onsta de una sección de separación de componentes pesados 5T;=%')6/ la sección de reacción propiamente dic-a/ y la destilación final o estabilización 5T;=7')6!
S. SISTEMA DE RE-COMPRESI%N DE ETILENO/PROPILENO &KOBE': El ob2etivo de estos compresores 5$;G7')G?')6 es recuperar y condensar todos los vapores de etilenopropileno generados en el almacenamiento de estos lí*uidos subenfriados/ en la carga del tan*ue o por las pérdidas de calor a través de las paredes! Operan en paralelo a los *ue ya e.istían en Olefinas I! El compresor de etileno es de tres etapas y opera a )= bar 5g6! El compresor de propileno es de tres etapas y opera a 7'/& bar 5g6!
T. SISTEMA DE VAPOR Y CONDENSADO: El sistema de vapor consiste en dos cabezales de vapor de alta presión 5B1 I y B1 II6/ un cabezal de media presión 5(16 y un cabezal de ba2a presión! B1 I es suplido con el vapor generado de las calderas de recuperación térmica en las secciones de pirólisis y enfriamiento s>bito! Todo este vapor es consumido por la planta/ satisfaciendo sus necesidades/ re*uiriéndose vapor de importación/ seg>n dise#o original/ sólo para el arran*ue! El compresor de gas de proceso y el compresor de propileno son impulsado por turbinas de vapor! El compresor de etileno se mane2a por una turbina de contra presión! Los condensados se envían a una unidad de pulimento para a2ustar sus características! Los condensados limpios de las turbinas de media presión se re-usan como agua de alimentación a calderas después de desgasificarlos!
U. SISTEMA DE DOSIFICACION DE DMDS: La presencia de ó.idos de carbono en el efluente de -ornos est9 estrec-amente relacionada con la formación de coe en las paredes de los tubos/ y la reacción del coe con el material de dic-os tubos/ pues reducen la resistencia mec9nica de estos y disminuyen su vida >til! Hdem9s/ la adición de monó.ido de carbono en la corriente de salida de -ornos est9 controlando la reacción de -idrogenación de acetileno en la corriente de gas de proceso!
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H fin de incrementar el tiempo de utilización 5por ciclos6 y la vida >til de los tubos de los -ornos/ así como tener condiciones estables en la -idrogenación/ debe ser inyectado dimetil;sulfuro en la línea de etano y propano/ debido a *ue su presencia in-ibe la formación de ó.idos de carbono! El A(A4 es inyectado por un sistema o “pa*uete especial”!
V. SISTEMA DE METANOL: Este sistema se usa para la eliminación y descomposición de -ielo y formación de -idratos en las secciones de ba2a temperatura de la planta/ en diferentes puntos de inyección! 4e emplea metanol despac-ado desde fuera del límite de baterías/ a través de un tan*ue y una bomba para tal fin!
