2_CAPITULO N °2 PROCESOS DE REFINACION (1°Parte).pdf

1ING. CHRISTIAN VILADEGUT G.ING. CHRISTIAN VILADEGUT G.

CAPITULO NCAPITULO N22

REFINACION DE PETROLEOREFINACION DE PETROLEO

11ParteParteNOVIEMBRE 2011

MAESTRIA EN OPERACIONES MAESTRIA EN OPERACIONES PETROLERASPETROLERAS

REFINACION DE PETROLEOREFINACION DE PETROLEO


Introduccin

El petrEl petrleo no es una sustancia pura pero una mezcla leo no es una sustancia pura pero una mezcla compleja de compuestos orgcompleja de compuestos orgnicos e inorgnicos e inorgnicos donde nicos donde predominan los hidrocarburospredominan los hidrocarburos

Por si solo el petrPor si solo el petrleo no tiene ninguna aplicacileo no tiene ninguna aplicacin.n.

Debido a la complejidad de su composiciDebido a la complejidad de su composicin no existen dos n no existen dos petrpetrleos idleos idnticos.nticos.

Para que se aproveche plenamente su potencial Para que se aproveche plenamente su potencial energenergtico y su funcitico y su funcin de materia prima el petrn de materia prima el petrleo debe leo debe ser procesado y transformado de forma conveniente.ser procesado y transformado de forma conveniente.


Introduccin

Los procesos de refinaciLos procesos de refinacin requeridos dependen de las n requeridos dependen de las caractercaractersticas del petrsticas del petrleo disponible y la especificaciones leo disponible y la especificaciones de los productos.de los productos.

No existe No existe unauna ttcnica de refino adaptable a cualquier cnica de refino adaptable a cualquier tipo de petrtipo de petrleo crudo.leo crudo.

Se requieren entonces de varios procesos para obtener los Se requieren entonces de varios procesos para obtener los productos deseados en las especificaciones del mercado.productos deseados en las especificaciones del mercado.

El conjunto de procesos interconectados dentro una El conjunto de procesos interconectados dentro una refinerrefinera se denomina a se denomina Esquema de RefinoEsquema de Refino


UNIDAD PRODUCTIVA

Materia Prima Producto

Unidades Simples

Introduccin


CRUDEUNIT

STABIL-IZER

SECTION

CRUDEUNIT

ATMOSTWR

SECTION

CRUDEUNIT

VACUUMSECTION

CRUDE

REFINERY FUELGASLPG

REGULARGASOLINE

PREMIUMGASOLINE

SOLVENTS

AVIATION FUELS

DIESELS

HEATING OILS

GREASES

LUBE OILS

ASPHALTS

INDUSTRIALFUELS

REFINERYFUEL OIL

TREA

TING

AN

D BL

ENDI

NG

TYPICALREFINERY PRODUCTS

VISBREAKER

PROPANEDEASPHALTER

SOLVENTEXTRACTION

DELAYEDCOKER

STRAIGHT RUN GASOLINE

LPG AND GAS VAPORRECOVERY

COKEGASOLINE, NAPHTHA, AND MIDDLE DISTILLATES

HYDROTREATING

MIDDLE DISTILLATES

CATALYTICCRACKING

HVY ATMOS GAS OIL GASOLINE

HYDROCRACKING

GASOLINE, NAPH THA, AND MIDDLE DISTILLATES

SOLVENTDEWAXING

LUBE OILS

WAXES

FUEL OILGASOLINE, NAPHTHA, AND MIDDLE DISTILLATES

VAC GAS OIL

LUBE BASE STOCKS

FRACTIONATOR BOTTOMS

HYDROTREATING REFORMING

NAPHTHA REFORMATE

ASPHALT

Refinery Flow Diagram

ALKYLATION


Introduccin


Introduccin

Los esquemas de refino varLos esquemas de refino varan de una refineran de una refinera a otra. a a otra.

Una refinerUna refinera de petra de petrleo debe ser planeada y construida leo debe ser planeada y construida con los siguientes objetivos:con los siguientes objetivos:

-- ProducciProduccin de combustible.n de combustible.

-- ProducciProduccin de materias primas para petroqun de materias primas para petroqumica.mica.

-- ProducciProduccin de aceites bn de aceites bsicos y parafinas. (productos sicos y parafinas. (productos de mayor valor agregado 2 a 3 veces)de mayor valor agregado 2 a 3 veces)


Tipos de Procesos

Podemos clasificar los procesos existentes en una Podemos clasificar los procesos existentes en una refineriarefineriaen los siguientes grupos:en los siguientes grupos:

-- Procesos de SeparaciProcesos de Separacin.n.

-- Procesos de ConversiProcesos de Conversin.n.

-- Procesos de Tratamiento.Procesos de Tratamiento.

-- Procesos Auxiliares.Procesos Auxiliares.


Tipos de Procesos

Tienen por objetivo desdoblar el petrTienen por objetivo desdoblar el petrleo en sus leo en sus fracciones bfracciones bsicas.sicas.

Son de naturaleza fSon de naturaleza fsica por accisica por accin de energn de energa a (modificaci(modificacin de la temperatura y/o presin de la temperatura y/o presin) y accin) y accin de la n de la masa (solubilidad).masa (solubilidad).

Son procesos de elevada inversiSon procesos de elevada inversin y bajo tiempo de n y bajo tiempo de retorno.retorno.

Procesos de Separacin


Tipos de Procesos

Los procesos de separaciLos procesos de separacin tn tpicos son:picos son:

-- DestilaciDestilacin Atmosfn Atmosfrica.rica.

-- Fraccionamiento de gasolinas.Fraccionamiento de gasolinas.

-- DestilaciDestilacin al Vacn al Vaco.o.

-- DesDes--aromatizaciaromatizacin con Furfural.n con Furfural.

-- Desparafinado con MEKDesparafinado con MEK--ToluenoTolueno

Procesos de Separacin


Tipos de Procesos

Son de naturaleza quSon de naturaleza qumica y buscan transformar una mica y buscan transformar una fraccifraccin en otra.n en otra.

La naturaleza y constituciLa naturaleza y constitucin molecular de las sustancias n molecular de las sustancias involucradas es transformada completamente.involucradas es transformada completamente.

Las transformaciones se llevan a cabo a travLas transformaciones se llevan a cabo a travs de s de reacciones qureacciones qumicas de ruptura, reagrupamiento o micas de ruptura, reagrupamiento o reestructuracireestructuracin molecular.n molecular.

Procesos de Conversin


Tipos de Procesos

Las reacciones son conseguidas por acciLas reacciones son conseguidas por accin conjugada de n conjugada de la temperatura, presila temperatura, presin y en muchos casos la presencia de n y en muchos casos la presencia de un agente promotor (Catalizador).un agente promotor (Catalizador).

Son procesos de alta rentabilidad ya que transforman Son procesos de alta rentabilidad ya que transforman fracciones de bajo valor comercial (gasfracciones de bajo valor comercial (gasleos, residuos) en leos, residuos) en otras de mayor valor (GLP, Naftas, Diesel)otras de mayor valor (GLP, Naftas, Diesel)

Son procesos de elevada inversiSon procesos de elevada inversin y bajo tiempo de n y bajo tiempo de retorno.retorno.



Tipos de Procesos


Los procesos de conversiLos procesos de conversin tn tpicos son:picos son:

Procesos TProcesos Trmicos:rmicos:

-- CraqueamientoCraqueamiento TTrmicormico

-- Coque RetardadoCoque Retardado

-- ViscoreducciViscoreduccinn

DesintegraciDesintegracinn


Tipos de Procesos


Los procesos de conversiLos procesos de conversin tn tpicos son:picos son:

Procesos CatalProcesos Catalticos:ticos:

-- CraqueamientoCraqueamiento CatalCatalticotico

-- HidrocraqueamientoHidrocraqueamiento CatalCatalticotico

-- AlquilaciAlquilacinn

-- IsomerizaciIsomerizacinn

-- ReformaciReformacin Cataln Catalticatica

DesintegraciDesintegracinn

SSntesis y rentesis y re--estructuraciestructuracin n

molecularmolecular


Tipos de Procesos

Son procesos de Son procesos de prepre--tratamiento o terminacitratamiento o terminacin que tienen n que tienen como objetivo eliminar o reducir las impurezas o elementos como objetivo eliminar o reducir las impurezas o elementos contaminantes que puedan comprometer la calidad final del contaminantes que puedan comprometer la calidad final del producto terminado o envenenar el catalizador.producto terminado o envenenar el catalizador.

Son tambiSon tambin de naturaleza qun de naturaleza qumica.mica.

Se utilizan agentes separadores externos como hidrogeno Se utilizan agentes separadores externos como hidrogeno (en presencia de catalizador) o aminas. (en presencia de catalizador) o aminas.

Procesos de Tratamiento


Tipos de Procesos

Las cantidades y tipos de impurezas varLas cantidades y tipos de impurezas varan en funcian en funcin al n al tipo de tipo de petroleopetroleo..

Las impurezas como azufre se concentran en las Las impurezas como azufre se concentran en las fracciones pesadas.fracciones pesadas.



Tipos de Procesos


Los procesos de tratamiento tLos procesos de tratamiento tpicos son:picos son:

-- HidrotratamientoHidrotratamiento (fracciones pesadas)(fracciones pesadas)

-- Endulzamiento DEA/MEA (fracciones livianas)Endulzamiento DEA/MEA (fracciones livianas)

-- Tratamiento Tratamiento MeroxMerox (fracciones livianas)(fracciones livianas)


1. Destilacin AtmosfricaProcesos de RefinaciProcesos de Refinacinn

OBJETIVO: Desmembrar el petrleo en sus fracciones bsicas atmosfricas a travs de la destilacin

CARGA: Petrleo (Desalado bajo contenido de agua y sales)

PRODUCTOS:

Gases (Metano, Etano) GLP (Propano, Butanos) Gasolinas Jet Fuel Keroseno Diesel Oil Gas Oil Liviano Gas Oil Pesado Residuo Atmosfrico


TIPO DE PROCESO: Separacin Fsica. La destilacin permite la separacin de los componentes que conforman el Petrleo, en funcin de sus temperaturas de ebullicin, aprovechando las diferencias de volatilidad de los mismos.

La separacin se da por Vaporizacin y Condensacin de los productos involucrados en una torre de fraccionamiento compuesta por internos (platos o relleno) donde se da el fraccionamiento.

1. Destilacin Atmosfrica

Procesos de RefinaciProcesos de Refinacinn




VARIABLES DE OPERACIN

(Refinera Guillermo Elder Bell)

Densidad Crudo : 56 58 API

Temperatura entrada : 300 C

Presin de Cabeza 2.2 Kg/cm2

Temperatura de Cabeza : 142 C


Diagrama Tipo




1. Destilacin Atmosfrica Sin Pre-Flash



1. Destilacin Atmosfrica Con Pre-Flash



DESCRIPCION DEL PROCESO:

Una vez desalado, la corriente de Petrleo requiere ser vaporizado parcialmente antes de ingresar a la torre de fraccionamiento. Para ello se precalienta en un tren de intercambiadores y finalmente en un horno hasta una temperatura de 343 C y 371 C, para evitar el craqueo trmico que se producira a temperaturas superiores.

Las fracciones con los puntos de ebullicin ms bajos (el gas combustible y la nafta ligera) se extraen de la parte superior de la torre por una tubera en forma de vapores. La nafta, o gasolina de destilacin directa, se toma de la seccin superior de la torre como corriente de productos de evaporacin. Tales productos se utilizan como cargas petroqumicas y de reforma, material para mezclas de gasolina, disolventes y GPL.





Las fracciones del rango de ebullicin intermedio (gasleo, nafta pesada y destilados) se extraen de la seccin intermedia de la torre como corrientes laterales y se envan a las operaciones de acabado para su empleo como queroseno, gasleo diesel, fuel, combustible para aviones de reaccin, material de craqueo cataltico y productos para mezclas. Algunas de estas fracciones lquidas se separan de sus residuos ligeros, que se devuelven a la torre como corrientes de reflujo descendentes.

Las fracciones pesadas, de alto punto de ebullicin (denominadas residuos o crudo reducido), que se condensan o permanecen en el fondo de la torre, se utilizan como fuel, para fabricar aceites lubricantes o como carga de craqueo.





Las fracciones intermedias arrastran componentes livianos bajando el punto inicial de ebullicin y punto de inflamacin. Para evitar esto se inyecta vapor de agua que baja la presin parcial de estos componentes facilitando su vaporizacin y separacin.

El punto de inflamacin del producto de fondo tambin es ajustado con inyeccin de vapor de agua.

Toda el agua inyectada como vapor es separada en la cabeza de la torre como agua liquida.





Cuando existe la necesidad de proyectar unidades de grandes capacidades o se requiere revampear una unidad existente una opcin es utilizar una torre de pre-fraccionamiento o pre-flash.

Esta torre retira del petroleo las corrientes mas livianas (Gases, GLP, Nafta liviana), permitiendo ampliar la carga total de la unidad con hornos y torres de destilacin de menor tamao.



2_CAPITULO N °2 PROCESOS DE REFINACION (1°Parte).pdf

Documents

Transcript of 2_CAPITULO N °2 PROCESOS DE REFINACION (1°Parte).pdf