PROYECTO LICYT “TORRE DE FRACCIONAMIENTO DE INGENIERÍA”
Fatek: Facultad Tecnológica de industria. Carrera: T.S. Gestión de gas y Petróleo. Asignatura: Procesos de Refinación Nive Asignatura:Grundstudium. D!"ente: Ing. Lisbeth Arce Sanabria #e$estre:4!"#$% Integrantes Pr!%e"t! LICYT: LICYT: &aldo 'uinteros Garc(a Antonio )ei*aga )ei*aga Sando+al )ictor ,ugo -elgado onta/o Raul Rodrigue* 0a+eros
C!"&a'a$'a ( )* +e ag!st! ,)-.
CONTENIDO -/0RE#1MEN E2EC1TI3O://///////////// E2EC1TI3O://////////////////////// ////////////////// ////////////////// ///////////////// ///////////////// ///////////////////////////////4 //////////////////////4 ,/0 INTROD1CCION:////////////// INTROD1CCION://///////////////////// ///////////////// ///////////////// ////////////////// ////////////////// //////////////////////////////////////////5 /////////////////////////////////5 4/0O62ETI3O GENERAL:////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////7 5/0ALCANCE EMPRENDEDOR:////////////// EMPRENDEDOR://///////////////////// ////////////////// ////////////////// ////////////////////////////////////// ////////////////////////////////7 ///7 7/0 DE#ARROLLO DE ETAPA# DE LICYT/////////////////////////////////////////////////////////7 7/-/0 FRACCIONAMIENTO///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////7 7/,/0 DE#TILACI8N//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////7 7/4/0 PROD1CTO# DE DE#TILACI8N//////////////// DE#TILACI8N//////////////////////// ///////////////// ////////////////// ////////////////// //////////////////. /////////. 7/7/0 TREN DE FRACCIONAMIENTO////////////////////////////////////////////////////////////////////9 7/./0 TIPO# DE FRACCIONADORE#////////////// FRACCIONADORE#/////////////////////// ////////////////// ////////////////// ///////////////// /////////////////////* /////////////* 7/9/0 COL1MNA# DE PLA PL ATO#/////////// TO#//////////////////// ////////////////// ///////////////// /////////////////////////////////////////////* /////////////////////////////////////* 7/*/0 DE#CRIPCI8N DEL PROCE#O//////////////// PROCE#O///////////////////////// ////////////////// ////////////////// //////////////////////////// /////////////////// 7//0 CONCEPTO DE E;1ILI6RIO 3APOR0LI;1IDO//////// 3APOR0LI;1IDO///////////////// //////////////////////////-/////////////////-7/-)/0 CONCEPTO DE E;1ILI6RIO 3APOR 3APOR LÍ;1IDO///////////////////////////////////-, LÍ;1IDO///////////////////////////////////-, 7/--/00 CON#TANTE 7/--/ CON#TANTE DE E;1ILI6RIO <=i>///////////////// <=i>///////////////////////// ///////////////////////////////////////-4 ///////////////////////////////-4 7/-,/0 E#PE#IFICACIONE# DEL PROD1CTO///////////// PROD1CTO////////////////////// ////////////////////////////////-5 ///////////////////////-5 7/-4/0 PRINCIPALE# PARAMETRO#////////////////////////////////////////////////////////////-5 7/-5/0 CON#IDERACIONE# DE DI#E?O//////////////// DI#E?O///////////////////////// ////////////////// ////////////////// ////////////////////-7 ///////////-7 ./ MERCADO/0///////////// MERCADO/0////////////////////// ////////////////// ///////////////// ///////////////// ////////////////// ////////////////// ////////////////// /////////////////////////////////- ////////////////////////- 9/ @ERRAMIENTA# @ERRAMIENTA# TEG# % TID#/0/////////////// TID#/0//////////////////////// ///////////////// ///////////////////////////////////////- ///////////////////////////////- */ #I#TEMA# TIC#/0/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////,) / CONCL1CIONE#///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////,-)/ 6I6LIOGRAFÍA/0//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////,,
Tecnológic Tecnológico o Boliviano Boliviano Alemán Página Página 2
-/0RE#1MEN E2EC1TI3O1 2l 3etróleo est formado 3or una me*cla de hidrocarburos5 los cuales se 3ueden se3arar mediante destilación fraccionada5 basndose en sus diferentes +olatilidades. 2l fraccionamiento comien*a con el calentamiento del crudo en un horno tubular a 6##705 antes de entrar en la columna de destilación. Se em3lea una columna de 3latos 3ara se3arar las diferentes fracciones. La fracción de menor 3unto de ebullición 8# !"#7095 llamada gas ligero est formada 3or1 metano5 etano5 olefinas5 3ro3ano5 butano. 2sta fracción se em3lea como combustible 3rinci3almente. :ter de 3etróleo5 destila entre 6; y %#705 em3lendose como disol+ente. La gasolina y la nafta tienen 3untos de ebullición entre %# y $;#70 y se em3lean 3ara combustible de +eh(culos. 'ueroseno tiene 3untos de ebullición entre "## ! 6##70 se em3lea como disol+ente y combustible. Gasóleo5 "<# ! 6<#705 combustible di=sel y calefacción. 0on mayor 3unto de ebullición tenemos acetites lubricantes y +aselina. Los 3roductos sólidos >ue resultan del fraccionamiento son1 3arafina sólida y asfalto. Tienen un 3unto de fusión de unos ;# !%#70
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,/0 INTROD1CCION1 2l fraccionamiento es el m=todo de se3aración ms usado de las o3eraciones unitarias a ni+el industrial. 2l 3roceso consiste en una transferencia de masa 3or el intercambio de calor desde el fondo de la torre5 con un mayor enri>uecimiento de los elementos ms +oltiles >ue conforman el +a3or en el to3e. Las o3eraciones de destilación em3leadas en la industria >u(mica en general5 tienen 3or ob?eto aislar com3uestos indi+iduales bastante 3uros5 3artiendo de me*clas de l(>uidos +oltiles5 formada fundamentalmente 3or com3onentes bien definidos. 2n estos casos la destilación sim3le intermitente es suficiente 3ara una se3aración efica*5 tal como la deshidratación de disol+entes orgnicos. A menos >ue las +olatilidades de dos ó ms com3onentes de una me*cla l(>uida sean casi id=nticas5 o >ue dos ó ms com3onentes se asocien 3ara formar una me*cla de 3unto de ebullición constante.
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4/0O62ETI3O GENERAL1 -esarrollar una descri3ción de la torre de fraccionamiento teniendo en cuenta sus 3ro3iedades tanto f(sicas como >u(micas5 3ara la destilación de hidrocarburos. Anali*ar los diferentes ti3os de destilación en una torre de fraccionamiento5 con el fin de obser+ar el 3roceso 3ara obtención de 3roductos eficientemente acto 3ara el consumidor.
5/0ALCANCE EMPRENDEDOR1 )a dirigido a todos los ingenieros y t=cnicos de la carrera de 3etróleo y gas en el rea de la refinación y en es3ec(fico de la torre de fraccionamiento.
7/0 DE#ARROLLO DE ETAPA# DE LICYT/ 7/-/0 FRACCIONAMIENTO/ 2s una o3eración mediante la cual se se3ara en fracciones de com3uestos los l(>uidos
recu3erados
del
gas
natural.
2ste
3roceso
se basa en la se3aración de com3onentes 3or +olatilidad relati+a5 3roducir un 3 roductoli>uido el cual cum3la con las es3ecificaciones de +enta.
7/,/0 DE#TILACI8N/ 2n la destilación el 3roceso de se3aración se basa en la +olatilidad relati+a de los com3uestos a ser se3arados. La se3aración ocurre debido a >ue un com3onente se calienta hasta >ue 3asa a la fase de +a3or y el otro com3onente 3ermanece en la fase li>uida.
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• •
• •
S2PARA0IED FA0IL
AS -2 -ES
)ELATILI-A- R2LATI)A $
0EPED2DT2S 0LA)2
A mayor diferencia de +olatilidad5 ser ms fcil la se3aración. -ebe e@istir una diferencia de 3untos de ebullición a una 3resión de o3eración. Los com3uestos deben ser estables t=rmicamente. Se debe tener en cuenta la 3ure*a y el grado de se3aración
7/4/0 PROD1CTO# DE DE#TILACI8N • • • • • • • • •
Producto del desmetani*ado 80"9 Producto del desetani*ado 8069 e*clas de 2tanoBPro3ano 82P9 Pro3ano comercial e*clas de Pro3anoBCutano 8GLP9 Cutanos e*clas de CutanoBGasolina Gasolina Datural e*clas con una 3resión de +a3or es3ec(fica.
7/5/0 TORRE# DE FRACCIONAMIENTO Las
torres
de
fraccionamiento
son
cilindros
+erticales5
altos y de gran dimetro5 >ue suelen configurar el entorno de una refiner(a.
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FIG1RA: )2l gas natural es fraccionado 3asando a tra+=s de una serie de torres de destilación >ue usa los 3untos de ebullición de cada 3roducto como 3rinci3io de se3aración5 al incrementar la tem3eratura los com3onentes ms ligeros se e+a3oran 3or el to3e de la torre como gas. Igualmente los com3onentes 3esados salen 3or el fondo de la torre donde 3asan a la siguiente torre como corriente de alimento. 2l 3roceso normal a seguir es1
7/7/0 TREN DE FRACCIONAMIENTO $. -esetani*ador o -e!etani*ador. ". -e3ro3ani*ador. 6. -ebutani*adora.
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FIG1R A: ), 7/./0 TIPO# DE FRACCIONADORE# • •
0olumna de 3latos. 0olumnas de em3a>ue.
7/9/0 COL1MNA# DE PLATO# Los 3latos son dise/ados 3ara darle so3orte al l(>uido y 3ro+eer un contacto con el +a3or. ,ay muchos ti3os de 3latos dise/ados 3ero los ms comunes son los de c3sula5 de burbu?a5 3latos de +l+ula y los 3latos 3erforados.
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FIG1RA: )4 7/9/0 COL1MNA# DE EMPA;1E# Los ltimos a/os se ha aumentado el uso de em3a>ues ya >ue tiene como +enta?a una menor ca(da de3resión y 3ermite el uso de e>ui3os ms Pe>ue/os. ,ay 6 ti3os1 • • •
2structuras aleatorias. estructuras de em3a>ue. grids.
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FIG1RA: )5 7/*/0 DE#CRIPCI8N DEL PROCE#O/
FIG1RA: )7 •
#e""iBn +e +es!!:
2s la 3arte inferior de la torre. 2l +a3or 3ro+eniente del reher+idor des3o?a los li+ianos del l(>uido descendiendo. •
#e""iBn +e re"tii"a"iBn:
Parte su3erior de la torre. Se condensan los 3esados >ue se encuentran en la fase +a3or.
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"ECCION DE
"ECCION DE DE"PO#O
FIG1RA: ).
•
• • •
2ntre ms ba?a sea la +olatilidad relati+a la altura de la columna deber ser mayor. 2n cada 3lato hay transferencia de masa y energ(a. 2n el reboiler se 3roducen los gases de des3o?o. Internos tales como 3latos 3romue+en el contacto li>uido +a3or.
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FIG1RA: )9 7//0 CONCEPTO DE E;1ILI6RIO 3APOR0LI;1IDO Se asume >ue la torre est com3uesta de una serie de eta3as de e>uilibrio >ue 3ueden ser consideradas como serie de se3aradores. 2l nmero de eta3as de e>uilibrio de3ende de1 •
-
•
•
2 3
la co$$ien%e &e en%$a&a' (a)e * %a)a &e +,-o .en el ($acciona&o$/
•
com1o)ición' %a)a 1$e)ión * %em1e$a%,$a &el ga) &e en%$a&a e)1ecicacione) &el ga) * li,i&o &e )ali&a
FIG1RA: )* 7/-)/0 CONCEPTO DE E;1ILI6RIO 3APOR LÍ;1IDO La transferencia de masa y calor ocurre en cada eta3a y tanto el +a3or como el li>uido estn en e>uilibrio termodinmico5 es decir5 tienen igual Tecnológico Boliviano Alemán Página 2
3unto de saturación5 3or un lado el li>uidase encuentra en su 3unto de burbu?a y el gas en su 3unto de roció
FIG1RA: ) 7/--/0 CON#TANTE DE E;1ILI6RIO <=i> -efinida como la di+isión entre la fracción molar del com3onente de fase +a3or y la fracción molar del com3onente de fase l(>uida Yi Ki = Xi
Gas y solución ideal Pi∗¿ P Ki =¿
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FIG1RA: -) 7/-,/0 E#PE#IFICACIONE# DEL PROD1CTO ,ay tres formas de es3ecificar el 3roducto deseado de una fraccionador1 Hn 3orcenta?e de recu3eración de un com3onente en las corrientes su3eriores o inferiores Hna com3osición de un com3onente en cual>uier 3roducto. Hna 3ro3iedad f(sica es3ec(fica de cual>uiera de estos 3roductos Las
es3ecificaciones de
recu3eración y com3osición se
3ueden
utili*ar
directamente en el balance de materiales. Sin embargo5 las es3ecificaciones de 3ro3iedades se utili*an indirectamente en una me*cla de +arios com3onentes5 normalmente hay dos com3onentes cla+es 3ara la se3aración. Tecnológico Boliviano Alemán Página 4
LIG@T =EY •
2l com3onente ms li+iano5 en el 3roducto de la 3arte inferior en cantidades significati+as
@EA3Y =EY •
2l com3onente ms 3esado5 en el 3roducto de cabe*a en una significati+a cantidad
7/-4/0 PRINCIPALE# PARAMETRO# 7/-4/-/0 FACTOR DE #EPARACION <#F> Tiene un im3acto directo con el tama/o de la columna y las utilidades necesarias. Para mayor 3ure*a se re>uieren ms bande?as5 mas reflu?o5 mayor dimetro y una cantidad reducida de 3roductos.
2ste factor +ar(a entre ;## a "###
7/-4/,/0 3OLATILIDAD RELATI3A 2s la facilidad de una sustancia en 3asar de estado l(>uido a gas5 esta cantidad se calcula como el cociente de e>uilibrio ! +alores de " com3onentes a una tem3eratura y 3resión dada.
7/-5/0 CON#IDERACIONE# DE DI#E?O − −
Presión de o3eración Relación de reflu?o
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−
Dumero de eta3as
7/-5/-/0 PRE#ION DE OPERACI8N CON#IDERACIONE# PARA EL CLC1LO DE PRE#I8N DE OPERACI8N edio de enfriamiento dis3onible 3ara el condensador
Aire1 tem3eraturas de $$;!$";JF Agua1 tem3eraturas de K;!$#;JF Refrigerantes 8refrigeración mecnica9 tem3eratura K;JF
)olatilidad relati+a entre los com3onentes cla+es de se3aración
enor 3resión!ma@imi*a la +olatilidad relati+a
0ostos y eficiencia de o3eración
enor 3resión!aumento en costo Presiones muy ele+adas!menor eficiencia de 3roceso.
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E: ,
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./ MERCADO/0 )a dirigido a la 3oblación estudiantil5 docentes de la carrera 3etróleo y gas >ue se desem3e/an su traba?o en las refiner(as y en obtención de 3roductos deri+ados de 3etróleo como materia 3rima o 3roductos terminados. 9/
@ERRAMIENTA# TEG# % TID#/0 2n este 3royecto desarrollamos una descri3ción del funcionamiento de la torre de fraccionamiento. • • • •
Fraccionamiento. Torres de fraccionamiento Ti3os de fraccionadores 0onsideraciones de dise/o
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*/ #I#TEMA# TIC#/0 2l sistema TI0Ms en nuestro 3royecto de in+estigación es el Internet5 el cual es la 3rinci3al fuente de tecnolog(a de in+estigación.
La C!$uta+!ra: -onde estn instalados los 3rogramas y la función de internet esta acti+a 3ara la bs>ueda de cual>uier información.
Mi"r!s!t !r+: Programa de escritura 3ara la edición de documentos. Ar"&iv!s PDF: Programa utili*ado como herramienta 3ara la lectura de documentos.
P!Her P!int: 2s un 3rograma 3ara la 3resentación de dia3ositi+as.
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/ CONCL1CIONE#/ Finalmente se 3uede determinar >ue es ca3a* de sim3lificar 3rocesos mlti3les de ebullición en un solo 3roceso unificado 3ara 3urificar algunos elementos como el 3etróleo y la gasolina en otros en uso en la sociedad.
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-)/ 6I6LIOGRAFÍA/0 htt31BBNNN.monografias.comBtraba?osBtermodinamica"Btermodinamica".shtmlOi@ **4%>&c>E
htt3s1BBes.Nii3edia.orgBNiiBotorQdeQcombusti 06C6nQinternaOotorQ&anel
htt31BBes.3a3erblog.comBmotor!3ro3ulsion!a!chorro!";$"K6B
htt3s1BBes.Nii3edia.orgBNiiBotorQdeQcombusti06C6nQinterna
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Principios de los Procesos Químicos” . Tomo II 8Termodinmica9 .,oughen5
&atson y Ragat*.
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