INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
PROYECTO D.00266“USOS ALTERNOS DEL AZUFRE GENERADO EN CENTROS DE
PROCESAMIENTO DE GAS Y REFINERÍAS”
LIDER DE PROYECTO:Dr. JOSE MANUEL DOMINGUEZ [email protected]
INVESTIGADORA:DRA. PATRICIA FLORES SÁ[email protected]
Objetivo: “Desarrollar las tecnologías para el uso alternodel azufre recuperado ”.
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
• LA PRODUCCION DE AZUFRE DE PEMEX ES DE 3,300 T/D (1.2 MMTA))
• PROYECCION (2011-2012): 1.3 MMTA (x Reconfiguración de Minatitlán)
• PROYECCION (2017): 2.4 MMTA (x Nuevos proyectos en el SNR)
DESCRIPCION DE LA PROBLEMÁTICA
MTA
ReconfiguraciónMinatitlán
Reconfiguración de Salamanca y nueva Refinería
Incremento de residuales de Salina Cruz
www.pemex.com• Disponibilidad de exportación en crecimiento: 1,958 MTA en 2017.
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
Se formó un Grupo de Trabajo (DCO, PGPB, PREF, PMI y DCF) para asegurar el retiro de producto y definir la estrategia a seguir:
• Acciones de corto Plazo: Almacén en Agrogén, Qro. (Cap:192 MT)• Acciones de mediano y largo plazo: Desarrollar Proyectos sobre usos alternos
ACCIONES Y RESULTADOS: Redefinir una estrategia
Horizonte de la Producción Nacional de azufre (2017)
2,404 MTA
Azufre líquido
1,000
1,300
104*
Acido Sulfúrico (A partir del H2S)
Azufre sólido(Peletizado)
● Clientes nacionalesActuales (fertilizantes)
● Exportaciones a Norteamérica
● Clientes nacionales(Sustitución de azufre líquido)
● Clientes nuevos— Nutriente para cultivos— Material para construcción
● Exportaciones Sudamérica y Asia
● Sustitución de auto-consumos e incremento de demanda
* En análisis de factibilidadwww.pemex.com
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
Identificación de las alternativas de uso del azufre :
PROPUESTA
(1) Transporte
(2) Fertilizantes y reposición de este elemento en cultivos
(3) Materiales construcción
(4) Pavimentos
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
TRANSPORTE DEL AZUFRE
(1) ESTADO LIQUIDO
Sistemas calentados (130-140 oC)
• Terrestre:
- Camiones
- Carro-tanque Ferrocarril
• Marítimo: - Barco cisterna
(2) ESTADO SOLIDO
•Terrestre: - Camiones
- Ferrocarril
• Marítimo:- Barco cisterna
(3) SOLIDO/LIQUIDO
(POLIDUCTO)
• Suspensión:Agua, Aceite
• Solución: Amoniaco, SO2
* DISPONIBILIDAD DE DUCTOS
* DISPONIBILIDAD DE FLUIDOS
* BAJO COSTO DE OPERACIÓN
* SEPARACIÓN
• PROBLEMAS DE
MANEJO/RIESGO
• ALTO COSTO
• ALCANCE LIMITADO
• 0 % POLVOS
• TRANSPORTE SEGURO
• BAJO RIESGO/MANEJO
• BAJO COSTO
• INVERSIÓN INICIAL
• EMISION DE POLVOS
VENTAJAS/DESVENTAJAS
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
FORMAS DE AZUFRE PARA TRANSPORTE
Fuente: Paul Crawford, Enersul LP Canada
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
MANEJO DEL AZUFRE EN CPG’s y REFINERIAS
AzufreLíquido•T=130 °C
Proceso IMPElaboración esferas
•T = ambiente•No se genera polvo•Almacenamiento•Transporte seguro
Azufre LíquidoFosa•T=130 °C
Proceso ClausRecuperación de Azufre
TREN DE PROCESOS:
- Producción de gas- Refinación "Cuello de botella”
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
60 m
9.50 m13.50 m
54.5 m
30.3 m
Área Experimental
1A9.50
FERTILIZANTES Y USOS AGRICOLAS
1A: Área Azufre = 287.5 m2 ; Área de Control 230.5m2 ;Área Experimental Total= 518m2
AREA EXPERIMENTAL
|
SUPERFICIE TOTAL
m2
SUPERFICIE CON
AZUFRE m2
SUPERFICIETESTIGO
m2
CONCENTRACION DE AZUFRE
g/m2
1A 518 287.5 230.5 104.31B 540 319 221 90.041C 869.2 437.9 431.2 68.5
Área Experimental No.1
µ1 = 51.3768S2
1 = 25.2069n1= 250µ2 = 48.2856S2
2= 43.7182n2= 250S2
P= 34.462
PRUEBAS PILOTO
Sin fertilizar
Fertilizado conazufre
•La media de la altura del cultivode cebolla fertilizada con azufrees significativamente mayor alcultivo sin fertilizante de azufre(30-50 %).
•Resultados similares en elrábano
EVALUACION ESTADISTICA
texp = 5.88 > t0.05250 = 1.645
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
FERTILIZANTE A BASE DE AZUFRE MEJORADO
Próximas aplicaciones: Forrajes, Granos y Hortalizas
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN
Modificación de la propiedades mecánicas del azufre usando compuestos de tipo orgánico.
ss
ss s
s ss
ss+ S2
+ S2
s
s
s s
+ S+
12 in
6 in
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
PRUEBAS DE COMPRESIÓN Y TENSIÓN INDIRECTA
[ ]2cm
KgAP
Esfuerzof==σ
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN UNIAXIAL TOTAL
27 - 224 (Kg/cm2)
[ ] 2lg2
)(
plb
LDP
indirectaTensiónEsfuerzof=Π=σ
RESISTENCIA A LA TENSIÓN
8 - 17 (Kg/cm2)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
RESULTADOS DE PRUEBAS DE COMPRESIÓN UNIAXIALY TENSIÓN INDIRECTA
Densidad promedio de los nuevos materiales = 2200 Kg/mDensidad del concreto = 2240-2400 Kg/m
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN UNIAXIAL TOTAL
400 - 790 (Kg/cm2)
RESISTENCIA A LA TENSIÓN 21 - 45 (Kg/cm2)
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN UNIAXIAL TOTAL (Concreto)
100 - 600 (Kg/cm2)
RESISTENCIA A LA TENSIÓN (Concreto)
12 - 16 (Kg/cm2)
3
3
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
MATERIALES A BASE DE AZUFRE USANDO FIBRAS
Elaboración de materiales abase de azufre con la adición defibras para darle mayorresistencia al material
Estos materiales tienen mayor resistencia con respecto alconcreto y su densidad varía entre 1900-2300 Kg/m3 en funcióndel tipo de agregado que se use en cada formulación.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN UNIAXIAL TOTAL
270 – 950 (Kg/cm2)
RESISTENCIA A LA TENSIÓN 10 – 27 (Kg/cm2)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN , ADHESIÓNY ENVEJECIMIENTO
Determinación Resultados de probetas unidas por el centro1A 2A 3A 1B 2B 3B
Modulo de ruptura (resistencia a la flexión), MPa (Psi)
1.14 (165)
0.22 (32)
1.7(247)
0.24 (35)
0.90 (131)
0.17 (25)
Determinación Resultados probetas en forma de barras unidas por el centro
1A 2A 3A 1B 2B 3BResistencia a la Tensión en forma de cruceta, MPa (Psi)
-(-)
-(-)
0.2(29)
0.05 (7)
0.05 (7)
0.14 (20)
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
MATERIAL COMERCIAL A BASE DE AZUFREUSADO PARA ADOQUIN Y TUBO DE ALBAÑAL
3
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
Una familia de prototipos extruidos a base de azufre,con aditivos, para incrementar la productividad de cultivosagrícolas (30-50 %), dependiendo del cultivo y de lascondiciones del suelo agrícola.
Una serie de aglomerados de azufre de forma esferoidal,con propiedades mecánicas optimas para el transporte del azufresólido, con menores riesgos y menor costo económico, respectoal transporte actual en fase líquida (130 oC), el cual promueve laformación de “cuellos de botella” en los procesos de producciónde gas.
Un procedimiento para la fabricación de materialesde construcción
(adoquines,tubos para drenaje, guarniciones, barreras de carretera,pisos,etc.) con propiedades mecánicas superiores al concreto comercial y mayor resistencia a la corrosión en ambiente marino.
PRODUCTOS DESARROLLADOS
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
CONCLUSIONES
Se realizó un estudio de factibilidad técnica y de mercado para el uso alterno del azufre producido en las refinerías y centros de producción de gas de Pemex.
Se demuestra que los inventarios de azufre pueden reducirse mediante diversas aplicaciones:
1.- Materiales aglomerados esféricos para transporte2.- Materiales extruidos para usos en agricultura3.- Materiales para construcción
Estos resultados generan una serie de tecnologías rentables para los productos derivados del azufre elemental.
Otras actividades próximas comprenden el estudio de escalamiento, pruebas piloto y de campo.
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
OTRAS AREAS DEL IMP PARTICIPANTES
Los resultados obtenidos por este grupo de investigación han sido apoyadopor otros grupos de trabajo del IMP como:
Laboratorios de:
• Sistemas y Herramientas para la Adquisición de Información de Pozos• Geomecánica• Caracterización estructural de crudo y sus derivados• Evaluación en Microplantas y Escalamiento de Catalizadores• Corrosión• Plantas Piloto• Análisis y tratamiento de Agua• Seguridad y Medio Ambiente• Microscopía Electrónica de Ultra Alta Resolución• Área de Talleres• Seguridad e Higiene• Personal de apoyo del Programa de Ingeniería Molecular
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
PRODUCTOS DE AZUFRE
Top Related