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CURSO: TECNICO OPERATIVO
UNIDAD DE
DESTILACIN
PRIMARIA
Refinera Talara
2007
CONTENIDO
I. DEFINICIONES
I.1. Petrleo Crudo
I.2. Caractersticas del Petrleo Crudo
I.2.1. Alcanos-Parafinas Ismeros
I.2.2. Naftenos Cicloparafinas
I.2.3. Aromticos
I.2.4. Composicin Elemental del Petrleo
I.2.5. Clasificacin de Crudo segn API
I.2.6. Distribucin de Densidad de Crudo segn API
I.2.7. Clasificacin de crudo segn factor K UOP
I.3. Pruebas de Laboratorio
I.3.1. API
I.3.2. Sales
I.3.3. % Asufre
I.3.4. % BSW
I.3.5. Punto de Inflamacin
I.3.6. Viscosidad
I.3.7. Color
I.3.8. RVP
I.3.9. Destilacion ASTM
I.3.10. Corrosin lmina de Cobre
I.3.11. PH
I.3.12. Cloruros
I.4. Punto de Rocio
I.5. Punto de Burbuja
I.6. Transferencia de Calor
I.7. Destilacin
I.8. Absorcin
I.9. Desorcin
II. EQUIPOS
II.1. Hornos de Proceso
II.1.1. Definicin
II.1.2. Partes Principales
II.1.3. Terminologa
II.1.4. Tipos de hornos
II.2. Intercambiadores
II.2.1. Definicin
II.2.2. Tipos
II.3. Bombas
II.3.1. Definicin
II.3.2. Tipos
II.3.2.1. Bomba Centrfuga
II.3.2.2. Bomba Rotatoria
II.3.2.3. Bomba Reciprocante
II.3.2.4. Bomba Miscelneas
II.3.2.4.1. Bomba Peristltica
II.3.2.4.2. Bomba de Diafragma
II.4. Desalador
II.4.1. Definicin
II.4.2. Tipos
II.4.3. Desalador Electrosttico de Refinera Talara
II.5. Acumuladores
II.5.1. Definicin
II.6. Columnas de Destilacin
II.6.1. Definicin
II.6.2. Principales componentes
II.6.3. Bandejas y Platos
II.6.3.1. Tipos de Platos
II.6.3.2. Empaques
II.6.3.2.1. Caractersticas de Empaques
II.6.3.2.2. Tipos de Empaques
III. OPERACIN DE HORNO HS -101
III.1. Definicin
III.2. Combustin
III.3. Quemadores
III.4. Eficiencia
III.5. Variables de Operacin
III.5.1. % Exceso de O2
III.5.2. Temperatura de chimenea
III.5.3. Temperatura Piel de Tubos
III.6. Sistema ESD
IV. OPERACIN DE BOMBAS
IV.1. Definicin
IV.2. Energa de Succin
IV.3. Cavitacin
IV.4. Bombas Centrfugas
IV.4.1. Efectos de las Propiedades Fsicas de un fluido
IV.5. Bombas de Desplazamiento Positivo
IV.6 Elementos de Control
V. OPERACIN DE DESALADO
V.1. Definicin
V.2. Elementos
V.3. Condiciones de Operacin
V.4. Eficiencia
V.5. Calidad de crudo
V.6. Deoiler
VI. OPERACIN DE DESTILACIN
VI.1. Definicin
V.I.1.1. Destilacin Simple
V.I.1.2. Destilacin de un Sistema Multicomponente
VI.2. Equilibrio Liquido-Vapor
VI.3. Destilacin ASTM
VI.4. Destilacin TBP
VI.5. GAP/OVERLAP
VI.6. Punto de Corte
VI.7. Temperatura de Extraccin
VI.8. Stripper Laterales y Fondo de Columna
VI.8.1. Stripper Laterales
VI.8.2. Fondo de la Columna
VI.9. Reflujos Externos
VI.10 Reflujo de Tope
VI.11 Relujo Circulante.
VI.12. Variables de Operacin
VI.13. Condiciones de Operacin
VI.13.1. Mximo Destilados Medios
VI.13.2. Turbo
VI.13.3. Solvente 3
VI.13.4. Solvente 1
VII. AUTOMATIZACIN, INSTRUMENTOS Y
CONTROL
VII.1. Automatizacin
VII.1.1. Control Automatico
VII.2. Instrumentos
VII.2.1. Medidor de Temperatura
VII.2.2. Medidor de Presin
VII.2.3. Medidor de Flujo
VII.3. Transmisor
VII.4. Controlador
VII.5. Elemento Final de Control
VII.6. Elementos de un Sistema de Control
VII.7. Tipos de Control
VII.8. Estrategias de control
VII.9. Supervisin de control
VII.10. Sistema ESD
IX. ASPECTOS IMPORTANTES DE ARRANQUE
VIII. EMERGENCIAS OPERATIVAS
VIII.1. Corte de Fluido Elctrico
VIII.2. Falla de Aire de Instrumentos
VIII.3. Falla de Bombas de Mezcla ( P- 100 A/B/C)
VIII.4. Falla de Bombas de Carga a Desalado (P-100 D/E)
VIII.5. Emergencia en Sistema de Gas Combustible
VIII.5.1. Baja Presin de gas combustible
VIII.5.2. Presencia de Condensado en Gas Combustible
VIII.6. Emergencia en Sistema de Vapor
VIII.7. Emergencia en Sistema de Agua de Enfriamiento
VIII.7.1 Falla de agua salada para enfriamiento
VIII.7.2 Falla de agua a los condensadores de tope
VIII.7.3 Rotura de lnea de agua salada a los enfriadores
VIII.8. Rotura de serpentn calentador de vapor .
VIII.9. Apagado de emergencia del Horno
VIII.10.Rotura de un Tubo del Horno
VIII.11.Falla de los UPS
VIII.12.Incidente en Deoiler SP-1
VIII.13.Parada de Emergencia UDP Marzo 2007
CAPITULO I.
DEFINICIONES
I.1 PETROLEO CRUDO
Es un lquido aceitoso que se encuentra naturalmente en la tierra
Es una mezcla compleja de compuestos de hidrocarburo y de otras sustancias
Mezcla natural de hidrocarburos en estado gaseoso, lquido y slido.
Contiene concentraciones variables de S, N, O y metales (Ni, V, Fe, Na, Ca, Mg).
I. 2 Caractersticas del Petrleo
El Petrleo esta conformado por tres grupos
principales de hidrocarburos y su distribucin
define propiedades, rendimientos y calidad de
los productos.
Parafinas (alcanos)
Naftenos (cicloparafinas)
Aromticos
I.2.1. Alcanos Parafinas Isomeros
I.2.2. Naftenos Cicloparafinas
I.2.3. Aromticos
I.2.4 Composicin Elemental del Petrleo
I.2.5. Clasificacin del Crudo Segn su API
I.2.6. Distribucin de Densidad de Crudos segn su API
I.2.7 Clasificacin del Crudo segn Factor K UOP
I.3. PRUEBAS DE LABORATORIOI.3.1. API
I.3.3. % ASUFRE
I.3.2. Sales
Es una medida de densidad que describe que tan pesado o liviano es el
petrleo comparndolo con el agua. Si los grados API son mayores a 10, es
ms liviano que el agua, y por lo tanto flotara en esta. La gravedad API es
tambin usada para comparar densidades de fracciones extradas del
petrleo. La gravedad API es medida con un instrumento denominado
hidrmetro. Existen una gran variedad de estos instrumentos.
Donde se determina la cantidad de sales presentes en el petrleo crudo que
se procesa en Refinera Talara. Se expresa en PTB (Libras de sal/1000 Bls
de crudo).
Donde se determina la cantidad de azufres presentes en el petrleo crudo o
productos. Es un factor importante para determinar la proporcin en las
mezclas de carga a la UDP.
I.3.4. %BSW
I.3.5. Punto de inflamacin
I.3.6. Viscosidad
Donde se determina la cantidad de agua y sedimentos presentes en los
diferentes petrleos crudos que se procesan en Refinera Talara. La
carga debe estar en los rangos de 0.20 - 0.5
El punto de inflamacin es la temperatura mnima necesaria para que
un combustible desprenda vapores que, mezclados con el aire, se
inflamen en presencia de una llama, para volverse a extinguir
rpidamente por s sola
Se mide la resistencia de un combustible al movimiento o flujo.
Normalmente disminuye con la temperatura. Se mide en Centi Stokes
(Cst), Centi Poise (Cp). etc.
I.3.7. Color
Es importante para determinar la apariencia y la pureza de los
productos obtenidos en la destilacin. Se mide con los metodos ASTM,
Saybolt y Visual (Comercial o en campo).
I.3.9. Destilacin ASTM
I.3.8. RVP
Es la presin ejercida por las molculas de vapor desprendidas por unlquido, sobre la superficie del mismo, en un recipiente cerrado a unadeterminada temperatura. Cuando el nmero de molculas que escapadel lquido como vapor es igual al nmero de molculas que seconvierten de vapor a lquido, existe un estado de equilibrio lquido-vapory la presin de vapor toma el nombre de tensin de vapor.
En los hidrocarburos, el metano tiene mayor presin de vapor que eletano, el etano mayor presin de vapor que el propano, y assucesivamente, esto significa que a mayor volatilidad mayor presin devapor.
Estos ensayos normalizados permiten determinar las caractersticas del
crudo y sus productos.
La destilacin ASTM se realiza de forma rpida por lo que se hacen rutinas
de muestreo y anlisis que son usadas para controlar las operaciones en
la Refinera Talara, tambin son necesarias para la caracterizacin de
productos intermediarios y acabados del petrleo ya que con estos
ensayos podemos asegurar la calidad del producto.
I.3.11. PH
I.3.12. Cloruros
I.3.10. Corrosin lmina de cobre
Esta prueba mide la presencia de agentes oxidantes que promueven la
corrosividad en los productos combustibles. El valor numrico se
expresa en funcin al tiempo y la temperatura de prueba.
Esta prueba mide el grado de acidez que presenta en agua separada del
Drum de tope (D-101). Se expresa como un valor numrico adimensional
entre 1-7 es acido y 7-14 es bsico.
Esta prueba se realiza al agua separada del Drum D-101, para
determinar la cantidad de sales en forma de cloruros que se arrastra del
lavado de los productos de tope. Debe existir alta presencia de sales
para asegurar que el lavado se este llevando bien. Debe estar entre120 -
150 ppm.
I.4. PUNTO DE ROCO
Es la temperatura a la cual se forma la primera gota delquido a partir de una mezcla de vapor, esto para unapresin dada.
I.1.5 PUNTO DE BURBUJA
Es la temperatura a la cual una mezcla de liquido, empieza a pasar al estado vapor a una presin dada.
Es la temperatura a la que se forma la primera burbuja de vapor.
I.6. TRANSFERENCIA DE CALOR
Mecanismos de
transferencia de calor
1. Conduccin
2. Conveccin
3. Radiacin
El calor viaja a travs de la
sustancia slida
Es la transferencia de calor por elmovimiento o flujo de un lquido o un gas
La energa es transferida mediante lasondas electromagnticas (Energaradiante). Ej. El sol y la tierra. La fuente yel receptor deben estar uno frente al otro odisponer de una superficie que refleje estecalor. La fuente impulsora es T4(hot) T4(cold).
La transferencia de calor es el paso de energa trmica de un cuerpo
caliente a uno menos caliente. La transferencia de calor siempre ocurre
de un cuerpo caliente a otro menos caliente. La transferencia de calor
nunca puede ser detenida; slo se le puede hacer ms lenta.
EVAPORACION
Cambio fsico en el cual una sustancia
cambia del estado liquido al estado gaseoso,
por incremento de energa; a una
temperatura especifica para cada sustancia.
La evaporacin es un cambio que se da a
presin constante.
Ejemplos: Evaporacin del agua.
EVAPORACION DEL AGUA
EL AGUA SE
EVAPORA A 100
C A LA PRESION
ATMOSFERICA
I.7. DESTILACION
Es una operacin fsica de separacin que consiste en
calentar un lquido hasta que sus componentes ms
voltiles pasan a la fase de vapor y, a continuacin,
enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en
forma lquida por medio de la condensacin. El objetivo
principal de la destilacin es separar una mezcla de
varios componentes aprovechando sus distintas
volatilidades, o bien separar los materiales mas
voltiles de los menos voltiles
MOLECULA DE ALCOHOL
MOLECULA DE AGUA
DESTILACION DE
UNA MEZCLA
ALCOHOL AGUA
Gases
Gasolinas
kerosene
Diesel
Residual
DESTILACION
DEL CRUDO
I.8. Absorcin
Es una operacin de transferencia de masa de vapor a
lquido, mediante el cual uno o ms componentes del vapor
pasan a la corriente lquida, para ello es necesario un
adecuado contacto entre las corrientes lquido-vapor. En
una columna de destilacin en la parte superior, con
respecto al plato de alimentacin, se da la absorcin entre
los vapores ascendentes y las corrientes de reflujo.
I.9. DesorcinEs una operacin de transferencia de masa de lquido avapor, mediante el cual uno o ms componentes del lquidopasan a la corriente vapor, para ellos es necesario unadecuado contacto entre las corrientes lquido- vapor.
En una columna de destilacin en la parte inferior, conrespecto al plato de alimentacin, se da la desorcin entrela corriente lquida descendente y los vapores de fondosascendentes.(ya sea vapor de agua, o vapor del productode fondos obtenidos mediante un rehervidor).
CAPITULO II.
EQUIPOS
II.1. HORNOS DE PROCESO
II.1.1. DEFINICION
Los hornos de procesosson equipos diseadospara incrementar latemperatura de un fluidode proceso mediante laenerga que libera lacombustin de uncombustible (Grandesintercambiadores decalor)
II.1.2. Partes principales Chimenea : Conduce los
gases de combustin haca la atmsfera, generando una presin negativa en el horno
( Tiro).
Damper: Compuerta ubicada en la chimenea
Zona de Conveccin: Seccin de enfriamiento de los gases, superficie extendida
Zona de Choque: Zona que protegen los tubos de la zona convectiva de la radiacin de la llama
Zona Radiante: Caja de fuego, se encuentran los quemadores.
En la parte superior del horno se
da la transferencia de calor por
conveccin
En la seccin radiante se transfiere 70-75% del calor total del horno
Temperatura de salida de los gases de la zona radiante tpica es:
1300-1500F para hornos de refinera
En el banco de choque se presentan losmecanismos de radiacin y conveccin.
El calor se transfiere de la pared exterior ala interior mediante la conduccin.
En la zona radiante los tubos estnexpuestos a la llama directa, principalmecanismo de transferencia de calor
II.1.3. Terminologa Casing: Lamina de metal que encierra el horno
Crossover: Es la tubera que interconecta dos secciones del horno
Exceso de aire: Es la cantidad de aire por encima del estequiomtrico requerido para
la combustin
Aire primario: Es la porcin del aire del total requerido para la combustin que primero
se mezcla con el combustible
Aire secundario: Es el aire suministrado a el combustible para complementar el aire
primario
Heat Flux density (Flujo de calor): Es el calor absorbido / rea expuesta
Calor de combustin Bruto, Heating value, higher (HHV): es el calor total obtenido
de la combustin de un combustible, BTU/Lb
Calor de combustin Neto, Heating value, Lower (LHV): es el calor total obtenido de
la combustin de un combustible menos el calor latente de vaporizacin del agua
formado en la combustin, BTU/Lb
Eficiencia: Calor absorbido / Calor liberado por el combustible
Plenum o Windbox (olla) : es la cmara alrededor del quemador que sirve para
distribuir el aire al quemador y reducir el ruido
Deshollinadores: Dispositivo mecnico usado para inyectar vapor o aire para limpiar la
superficie de los tubos en la conveccin
Calor volumtrico liberado: Es el calor liberado / volumen neto de la seccin radiante,
BTU/pie3
Los hornos en una refinera se pueden dividir en tres grupos:
1. Calentamiento de la carga a un reactor cataltico
2. Calentamiento de la carga para Destilacin (Rehervidores, Crudo y Vaco)
3. Cracking de fondos (Viscorreduccin, Coking)
Altas temperaturas y presiones
Metalurgia exigente
Menor temperatura y presin de operacin
Difcil diseo, el tiempo de residencia y temperatura dependen de la reaccin de tal manera que se tenga la mxima temperatura de salida con una formacin de coque aceptable
II.1.4. Tipos de hornos
Cilndricos verticales
Cabina
Cabina con pared central
Caja de tubos vertical
Wicket
Tipos de hornos
Tipos de hornos
Tipos de hornos
Tipos de hornos
II.2. INTERCAMBIADORES DE
CALOR
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseado para
transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estn separados
por una barrera slida o que se encuentren en contacto. Son
parte esencial de los dispositivos de refrigeracin,
acondicionamiento de aire, produccin de energa y
procesamiento qumico.
Cualquier aparato diseado para trasmitir la energa calorfica
desde un medio (gas o liquido) hacia otro medio es denominado
Intercambiador de calor.
En el Intercambiador de calor, el calor es transferido desde el
medio caliente hacia el medio fro por conduccin y conveccin.
Una condicin para la transferencia de calor es que exista una
gradiente de temperatura entre los dos medios.
II.2.1. DEFINICIN
II.2.2. TIPOS DE INTERCAMBIADORES
Directos. Donde dos fluidos estn en contacto directo uno con el otro.
Indirectos. En los cuales los dos fluidos estn separados uno del otro por una pared
divisora a travs de la cual se transporta el calor. La pared que los separa proporciona el
rea de transferencia de calor.
Calentador o Enfriador. Donde un fluido de proceso es calentado o enfriado para un
servicio en la planta.
Vaporizador. Si la corriente de proceso es completamente vaporizada
Hervidor. Si se vaporiza parcialmente
Re-hervidor (Reboiler). Si se vaporiza parcialmente y est asociada con una
columna de destilacin
Evaporador. si se usa para concentrar una solucin.
Condensador. Si el intercambiador se usa para condensar una corriente, puede ser total
si toda la corriente condensa o parcial si condensa parte de la corriente de proceso.
Adems, segn las condiciones de operacin los intercambiadores pueden ser con
sobrecalentamiento en el caso de vaporizadores o con subenfriamiento o sobre
enfriamiento para los condensadores.
Cuando se usan intercambiadores calentados por gases de combustin se denominan
intercambiadores al fuego.
Los intercambiadores de calor de acuerdo a su construccin pueden dividirse en tres
grandes grupos:
Intercambiadores compactos.- Los que estn hechos en base a placas o
laminas planas paralelas.
Intercambiadores tubulares.- Los que estn hechos en base a tubos.
Intercambiadores miscelneos.- Los que tienen diferentes configuraciones
segn el requerimiento especfico.
De estos tres grupos, los que predominan en la industria son los
intercambiadores compactos y los intercambiadores tubulares. Aunque hace
pocos aos casi todos los intercambiadores de calor eran del tipo tubular
(doble tubo y de casco y tubos), actualmente estn recobrando auge los
denominados intercambiadores compactos (intercambiador de placas, de
espiral y laminar) y para procesos especficos se usan los intercambiadores
que pueden considerarse dentro de los miscelneos (chaqueta, espiral
calentador de aire, enfriador por goteo, lneas trazadoras, etc.)
Intercambiadores compactos.-
II.3. BOMBAS
El funcionamiento en si de una bomba es el de un
convertidor de energa, es decir, transforma la energa
mecnica en energa cintica, generando presin y
velocidad en el fluido.
Existen muchos tipos de bombas para diferentes
aplicaciones.
Los factores ms importantes que permiten escoger un
sistema de bombeo adecuado son: presin final, presin
de proceso, velocidad de bombeo, tipo de fluido a
bombear.
II.3.1. DEFINICIN
II.3.2.
TIPOS DE
BOMBAS
1. Bomba Centrifuga
2. Bomba de Desplazamiento Positivo
Rotatoria
Reciprocante
Miscelneos :
oBomba peristltica
oBomba de diafragma
oBomba de excntrica
oBombas de extraccin
de Petrleo
Impulsor.- imparte energa al liquido
por la accin de sus aspas; es el
nico componente de la bomba que
suministra energa al liquido.
Difusor.- porcin de tubera que
recoge al liquido que sale del impulsor.
II.3.2.1. BOMBA CENTRIFUGA
Una bomba centrfuga es uno de los tipos ms simples
de equipo en cualquier planta del proceso. Su
propsito es convertir energa de un primer elemento
(un motor elctrico o turbina) primero en velocidad o
energa cintica y luego en energa de presin de un
fluido que est bombendose.
Los cambios de energa ocurren en virtud de dos partes
principales de la bomba, el impulsor y el en espiral o difusor.
El impulsor es la parte que esta girando y convierte la energa de
la mquina en energa cintica. El en espiral o el difusor es la
parte estacionaria que convierte la energa cintica en energa de
presin.
II.3.2.2. BOMBA ROTATORIA
Pueden suministrar presin por suministro de lquidos. Usan
impulsores para trasladar los lquidos (en una sola direccin).
Sirven para crear vaco.
Ventajas:
Producen altas elevaciones de presin (si el NPSH es negativo la bomba
rotatoria reemplaza a la bomba centrfuga).
No necesitan acondicionamiento inicialManejan lquidos muy viscosos (hasta 15000 SSU: grasas, aceites, etc.);
el agua potable tiene aproximadamente 65
SSU.
Operan en un amplio rango de velocidad rotacional N.
Permiten obtener en su operacin: bajo Q alta H (altas presiones) alto Q alta H (altas
presiones).
Desventajas:
No aceptan descargas cerradas (Q = 0), es necesario proteccin mediante
un by pass de lo contrario la bomba se deteriora.
Exigen el uso de motores con velocidad variable
Para su funcionamiento necesitan vlvulas internas
No se puede usar con lquidos que tengan slidos
Tipos de Bomba RotatoriaDe engranaje externoDe engranaje internoDe tornilloDe lbuloDe aspas
II.3.2.3. BOMBA RECIPROCANTESon mquinas que suministran presin a un liquido
por accin de un pistn o mbolo en un cilindro
Tipos1. Molinos de viento
2. Bomba a vapor
3. Bombas de potencia :
Segn el impulsor:
a) a pistn
b) a mbolo
Por la accin:
a) simple accin
b) doble accin
Por el nmero de cilindros:
a) simples: 1 cilindro
b) duplex: 2 cilindros
c) multiplex: N cilindros
Por la posicin:
a) horizontal
b) vertical
APLICACIONES DE BOMBAS RECIPROCANTES
Ventajas
Desarrollan las ms altas presiones en procesos (.P > 20 000 psi), la de mbolo es la que da ms alta presin.
Manejan lquidos muy voltiles a caudales constantes (gasolina, ter, aldehdos).
Manejan lquidos con gases disueltos.Pueden manejar caudales muy pequeos (Q = 0,15 gal/h = 0,0025 gpm)Pueden dar bajo caudal y muy alta columna o presin
Desventajas
Los lquidos manejados deben ser limpios (no tengan slidos en suspensin ni sean corrosivos)
Requieren vlvulas internas que exigen mantenimiento cuidadosoRequieren motor de velocidad (N) variableNo aceptan descargas cerradas (Q = 0) exigen proteccin igual que las bombas rotatorias (mediante by pass).
II.3.2.4. BOMBAS MISCELNEAS
II. 3.2.4.1. Bomba peristltica
Consta de una tubera flexible la cual captura al liquido mediante la
accin de un rodillo. Se usa para manipular fluidos en pequeas
cantidades, a bajas presiones y manteniendo una limpieza constante.
II.3.2.4.2. BOMBA DE DIAFRAGMA
Manejan lquidos y lodos con slidos corrosivos a altas presiones
II.4. DESALADORA
El propsito de este proceso, es eliminar sales e
impurezas del petrleo crudo, que podran causar los
siguientes problemas en el proceso:
Corrosin en los sistemas de tope de las torres dedestilacin .
Taponamiento de lneas, intercambiadores, tubos dehorno .
Contaminacin de productos residuales. Ineficiente operacin en horno y torres por efecto
del agua.
II.4.1. Definicin
SALMUERA:
Acompaa en forma de emulsin al crudo y proviene de las formaciones geolgicas donde esta depositado el petrleo. La composicin de las salmueras depende del tipo de roca que constituye la formacin petrolera. Sin embargo es tpico encontrar cloruro de Na, Ca y Mg en proporciones de 75:15:10 %. La salmuera emulsionada constituye la salinidad del petrleo.
SEDIMENTOS:
Son materiales slidos provenientes de la formacin, perforacin o produccin del petrleo. Estn compuestos de arena, arcilla, lodos de perforacin, etc. Pueden separarse por centrifugacin.
Existen varios tipos de desaladoras que difieren entre s,
bsicamente en la localizacin de la distribucin de la emulsin (agua-
aceite), y cada una es capaz de adaptarse a cualquier aplicacin de
desalado.
CIELECTRICA.- En un solo paso elimina las sales como NaCl en un
porcentaje mayor del 90%, no permite la adecuada remocin de las
sales hidrolizables de calcio y de magnesio, se recomienda para flujos
viscosos pesados.
DE BAJA VELOCIDAD.- Alimenta la emulsin en la fase acuosa de
donde esta fluye verticalmente hacia el campo elctrico, opera mejor
para crudos ligeros a medios, su desalado lo hace en dos etapas. El
agua de lavado fresca se alimenta a la segunda etapa, de esta se
manda a la primera remueve el 90% las sales como NaCl en la primera
etapa y en la segunda remueve las sales como cloruros de calcio y
magnesio, as mismo, la remocin de sedimentos en un 90% y los
slidos suspendidos de un 10 a 4%. Su eficiencia en desalado es del
94-96%.
II.4.2. TIPOS
BIELECTRICA.- Alimenta dos corrientes de la emulsin agua-aceite entre tres electrodos permitiendo una mayor capacidadpor unidad de volumen de recipiente que las desaladoras de flujovertical. Su eficiencia en el desalado es del 98-99% soporta msalta cantidad de sales a la entrada hasta 100 PTB y concontenido de sales a la salida menor a 1 PTB remueve del 10 al15% de slidos, disminuye el consumo de aditivos y disminuyeconsiderablemente el arrastre de aceites en el agua desalmuera.
DistribuidorColector de salidaEnsamblado de electrodosAisladores de soporte
Aisladores de entradaSonda de Nivel de interfaztubera de lavado de sedimento y
boquillas
II.4.3. DESALADOR ELECTROSTATICO DE REFINERIA TALARA
II.5. ACUMULADORES
Es un recipiente que recibe los productos de tope de la columna
fraccionadora, previamente condensados. Este flujo est constituido
por gases incondensables, gasolina y agua proveniente del vapor de
despojamiento. Por diferencia de densidades e inmiscibilidad estos
productos se separan en 3 fases.
Los gases no condensables (fase superior) son retirados a la Unidad
de Recuperacin de Gases (Complejo de Craqueo Cataltico) donde
se produce GLP. La gasolina liviana (fase intermedia) es bombeada
a la Planta de Tratamientos; y una parte se enva como reflujo fro
para controlar la temperatura de tope. El agua condensada (fase
inferior) es desechada al desage y su flujo es controlado de
acuerdo al nivel de esta fase en el drum.
II.5.1 DEFINICIN
II.6. COLUMNA DE DESTILACIN
Es el equipo donde se realiza la separacin de componentes. El
equilibrio lquido vapor.
La columna de destilacin est rellena de bandejas de platos, que
es donde se produce el equilibrio entre los vapores ascendentes y
los lquidos que descienden.
En la zona de agotamiento o de despojamiento "stripping", situada
en la parte inferior de la columna, se le inyecta vapor de agua, que
sirve para disminuir la presin parcial de los hidrocarburos,
favoreciendo la vaporizacin de los compuestos ms voltiles y
ayudarles a que asciendan a la zona de la columna que tenga a
presin y temperatura adecuada para que se produzca el equilibrio
lquido-vapor y se produzca la extraccin del producto definido
II.6.1 Definicin
II.6.2. Principales Componentes de la Columna de Destilacin
Una coraza vertical donde laseparacin de componenteslquidos se lleva a cabo.
Columna interna ejm. Platosy/o empaques el cual es usadopara mejorara la separacin decomponentes.
Un reboiler para proveer lavaporizacin necesaria para elproceso de destilacin.
Un condensador para enfriar ycondensar el vapor del tope dela columna.
Un drum de reflujo paracontener el vapor condensadodel tope de la columna parapoder reciclar el lquido(reflujo) de nuevo a la columna.
Tambor
de reflujo
DestiladoReflujo
Condensador
Plato
Rehervidor
Fondos
Alimento
Zona de
rectificacin
Zona de
despojo
II.6.3. Bandejas y Platos
Son placas horizontales, situadas en la
columna a intervalos regulares, que
retienen parte del lquido descendente,
formando una capa de varios
centmetros de espesor, a travs de la
cual fluye, en sentido ascendente, el
vapor que atraviesa el plato por
multitud de aberturas practicadas en
ste, denominadas campanas, cuyo
diseo sta pensado para que sea
mxima la superficie de contacto entre
el lquido y el vapor que lo atraviesa,
rompiendo el sello hidrulico
(burbujeo).
La clasificacin de los platos se hace en funcin del
diseo de las aberturas destinadas al paso de los
vapores. Los tipos ms usuales son
Platos de Copa de Burbujeo
II.6.3.1. Tipos de Platos
Platos de Vlvula
Tipos de Platos
Otros TiposPlatos Perforados
Son muy econmicos
pero de baja flexibilidad.
Son variantes de los platos
de campana, pero de
construccin ms sencilla
y econmica.
Uniflux Montz
Tipos de Platos
Platos sin bajantes
Los ms conocidos son los Ripple-tray y Turbogrid.
Ripple-tray Turbogrid
Tipos de Platos
Las siguientes figuras muestran la direccin del flujo
del liquido y el vapor a travs de un plato, y a travs
de una columna.
Flujo de Liquido y Vapor en una Columna
de Platos
Siendo ms ligero, el vapor
fluye encima de la columna
y se fuerza para pasar a
travs del lquido, va las
aberturas en cada bandeja.
El rea que permite el paso
del vapor en cada bandeja
se llama rea activa de la
bandeja.
Flujo de Liquido y Vapor en una
Columna de Platos
Empaques son dispositivos
pasivos que se disean para
aumentar el rea interfacial
para el contacto lquido vapor.
II.6.3.2. Empaques
Proporcionar una superficie interfacial grande entre
el liquido y el gas.
Poseer las caractersticas deseables del flujo de
fluidos.
Ser qumicamente inerte con respecto a los fluidos
que se estn procesando.
Ser estructuralmente fuerte para permitir el fcil
manejo y la instalacin.
Tener bajo precio.
II.6.3.2.1 Caractersticas de Empaques
II.6.3.2.2. Tipos de EmpaquesRandom Estructurado
Pall rings ( Koch)
CRM TM rings ( Glitsh)
IMTP Silla ( Norton)
Flexisaddle Silla ( Koch)Mellapack ( Sulzer)
Tipo Grid ( Glitsh )
Distribuidor por gravedad ( Norton )
CAPITULO III.
OPERACIN DE
HORNO HS-101
El horno es de tipo doble cabina, con 4 pasos (serpentines) por cada cabina
(ocho pasos en total), con tubos horizontales de 6" de dimetro, quemadores de
alta eficiencia y serpentines de sobrecalentamiento de vapor de media presin.
Est diseado para el caso ms exigente, es decir, operar normalmente 90,000
BSPD elevando la temperatura del crudo ONO de 460F (Carga precalentada
por tren de intercambiadores) hasta 665 F. Si bien la temperatura de operacin
normal es del rango de los 633F, el diseo trmico le permite al equipo
absorber las necesidades operativas.
Las lneas de 8" de carga por cabina. Llegan a cada una distribuyendo a dos
sub cabezales de 6" de manera simtrica y luego en cuatro lneas de 4" de DN
cada una. Para entrar a cada serpentn del horno por la zona alta de conveccin
en donde el crudo se calienta mediante el calor de los gases de Combustin y
luego entra a la zona de radiacin, donde alcanza la temperatura de reaccin.
La carga al Horno viene de los intercambiadores E-116F a la cabina A y del E-
116C a la cabina B: a travs de una tubera de 8" y antes de llegar al horno se
encuentran con las vlvulas de control para cada uno de los cuatro pasos por
cabina del horno.
III.1 Definicin
La temperatura del crudo se monitorea a la entrada y salida del
horno, y en la superficie del tubo en cuatro puntos diferentes
de cada uno de los serpentines a lo largo de la zona radiante.
La temperatura recomendada a la salida del horno es de 627.5
F, tomando como base el tener a la llegada de la T-101,
615.2F segn el estudio de simulacin de la torre y el de la
lnea de transferencia.
IMPORTANTE: Se aclara que el valor depende de la curva de
calentamiento real de la mezcla de crudo a destilar, la cual
debe ser establecida por operaciones durante el arranque.
III.2.1 SUMINISTRO DE COMBUSTIBLES PARA QUEMADORES
Y PILOTOS
Los quemadores del homo, estn diseados para quemar dos tipos
de combustible que son Gas natural y fuel Ol. La operacin de los
quemadores es con un solo tipo de combustible, o uno o el otro y no
con los dos al mismo tiempo. Por tal motivo el operador antes de
arrancar el homo debe seleccionar el modo de combustible a utilizar
en los quemadores, para habilitar la lgica correspondiente en el DCS
y ESD al sistema del modo seleccionado. Los pilotos nicamente
operan con gas natural.
III.2 Combustin
El horno cuenta con 12 quemadores por cabina (24
en total), dispuestos en una fila central con respecto
a cada cabina. Son quemadores de alta eficiencia y
baja emisin de NOx. El combustible es en
operacin con aire a temperatura ambiente
succionado con tiro natural.
Cada uno de los quemadores es capaz de liberar
mximo 13.15 MMBtu/h, normal a 62 MBPD de
carga 7.44 MMBtu/h mnimo 4.38 MMBtu/h Y a partir
de las curvas de desempeo de los quemadores
(Anexo) se observa que la presin de operacin
necesaria para alcanzar el duty vara en funcin de
la capacidad calrica del gas.
Esto es, a mayor contenido calrico del gas, se
requiere una menor presin de operacin. La cada
de presin a travs del quemador tambin vara de
acuerdo con el combustible a quemar.
III.3. Quemadores
III.4 Eficiencia
Eficiencia = Absorcin por el proceso /
Energa de combustin
Perdida
Radiacin ( 2%)
Chimenea ( 12%)
Crudo ( 85%)
Combustin
(100%)
Vapor
recalentado ( 1%)
Energa de combustin = Absorcin por el proceso
+ Perdidas en chimenea
+Perdidas en radiacin ( 2%)
Eficiencia en la combustin
Problema 1: Determine eficiencia, gas natural, exceso de O2 = 3.2%, Tch im= 400F
1. 3.2% O2 es 20% de exceso de aire
2. T chimenea de 400 F equivale a una perdida del 9.2%
3. Asuma un 2% de perdidas en radiacin
4. Eficiencia = 100 9.2 2 = 88.8%
Problema 2: Determine eficiencia, fuel oil, exceso de O2 = 5.2%,Tchim= 500F
1. 5.0% O2 es 35% de exceso de aire
2. T chimenea de 500 F equivale a una perdida del 13.0%
3. Asuma un 2% de perdidas en radiacin
4. Eficiencia = 100 13.2 2 = 85.0%
Problema 3: Determine la eficiencia, gas rico en H2 , exceso de O2 = 2.4%, gas natural, Tchim= 300F
1. 2.4% O2 es 15% de exceso de aire
2. T chimenea de 300 F equivale a una perdida del 5.7%
3. Asuma un 2% de perdidas en radiacin
4. Eficiencia = 100 5.7 2 = 92.3%
III.5. Variables de Operacin
III.5.1. %Exceso de O2 (entre 3.5 - 5%) Los hornos requieren trabajar con ms aire del requerido con la finalidad de
completar y asegurar una combustin completa.
La cantidad apropiada de EXCESO DE O2 es determinada por tres razones:
El aire (O2)terico requerido.El aire terico es la cantidad exacta de aire que es necesario para quemar una
cantidad dada de combustible para una mezcla perfecta.
Compensacin de aire (O2) en el caso de darse una mezcla incompleta.Normalmente el aire y el combustible no se mezclan perfectamente, es por ello que
es necesario una cantidad extra de aire para asegurar una combustin perfecta.
Compensacin por posibles variaciones del flujo o temperatura delcombustible y/o la carga.
Un exceso de aire (O2) es requerido en caso la temperatura de la carga o
combustible bajen o el flujo de la carga aumente, lo cual va generar un flujo mayor de
combustible hacia los quemadores, este flujo extra de combustible va mezclarse con
el exceso de aire.
La cantidad de exceso de aire es un factor importante en la
eficiencia del horno, ya que si se presenta :
Un aumento del exceso de O2 necesario, producira un
enfriamiento del hogar, bajando la eficiencia del horno, para ello se
efecta un calentamiento indebido del exceso de aire, produciendo
un aumento del consumo de combustible para compensar dicha
disminucin.
En el caso de disminuir el exceso de O2 necesario, producira una
combustin incompleta, es decir, parte del combustible no se
estara quemando, disminuyendo la eficiencia. Debiendo
compensar esta baja con un mayor consumo de combustible.
El control de la teperatura de superficie de los tubos es importante
para evitar el recalentamiento de los tubos y evitar fatigas que
pudieran ocasionar deformaciones y roturas. La temperatura de la
zona de lazona de choque debe mantenerse entre 1050-1100 F
III.5.2. Temperatura De chimenea
III.5.3. Temperatura Piel de Tubos
La chimenea tiene por finalidad ser el medio por el cual los gases
calientes exhaustos son descargados a la atmsfera, dicho
ascenso de los gases va permitir crear el tiro del horno que permite
el ingreso del aire. Normalmente, cuando ms alto es la chimenea
en un horno de tiro natural mayor es el tiro que es capaz de
producir, adems de permitir dispersar mejor los gases que son
producidos en el horno. A menor temperatura es mayor el
aprovechamiento energtico en el horno, incrementando as
su eficiencia. Debe estar en el rango de 500-550 F
El sistema de proteccin del horno esta diseado bajo la arquitectura DOBLE
REDUNDANTE, la cual establece que cualquier variable que determina una
condicin de corte en un equipo sea monitoreado a travs de dos (2) censores
independientes, los cuales a su vez estn conectados a dos (2) mdulos diferentes
de entrada y salida del sistema. Existen dos procesadores independientes que
realizan la comparacin de las seales de entrada con los puntos de disparo
configurados, y si se confirma la condicin de corte en dos (2) de los (2) censores
que monitorean la condicin dada la presin, flujo o temperatura, el sistema tomar
la accin de proteccin determinada. La redundancia se establece al nivel de
fuentes de alimentacin y mdulos de entrada y salida de las seales.
El diseo de sistemas de proteccin con redundancia que alcanzan una elevada
confiabilidad (> 99.9%) exige que la instrumentacin y equipos (por ejemplo:
transmisores, vlvulas de corte, cableado, hardware, etc) sean totalmente
independientes de la instrumentacin y equipos que tienen la funcin del control
regulatorio (DCS). Es por esto que, tpicamente para un determinado lazo de
control (por ejemplo, control del flujo de gas), que est monitoreado tambin por el
ESD, se encontrar adems del transmisor y la vlvula de control de gas que estn
asociados con el control regulatorio, dos (2) transmisores asociados con ESD que
tienen tomas de proceso independientes y cuya seal llega al procesador del ESD.
III.6. Sistema de Corte de Emergencia (ESD)
El ESD tiene una arquitectura TOLERANTE A FALLAS, esto significa que
constantemente el sistema est realizando un diagnstico de todos los elementos
(transmisores, controladores, lgica, etc.) con la capacidad de diagnosticar la falla en
cualquiera de sus componentes y de permitir adems el reemplazo en lnea de ellos por
la instalacin de llaves fsicas que actan como by-pass de la seal al accionar la llave
y permitir la realizacin del mantenimiento respectivo y el arranque inicia del horno.
El uso de las llaves de by-pass es solo bajo autorizacin del Superintendencia
Refinacin o jefe de planta y el panelista deber estar atento a las condiciones de
proceso desde el DCS, para tomar accin sobre cualquier evento de riesgo en caso de
que se presentare cualquier alarma en el proceso de operacin del horno.
El sistema adquirido para el ESD del horno H-101 es el modelo QUADLOG fabricado
por Siemens y en l estar configurado el sistema de proteccin del Horno (ESD) as
como tambin el sistema de manejo de quemadores (lgica de arranque) BMS (burners
manager system).
Desde el panel local ubicado en campo, el operador dispone de la indicacin de la
activacin de los cortes y tiene el control del encendido y apagado del horno.
El anlisis del sistema horno (sistema de proteccin), se tiene el documento
denominado DIAGRAMA CAUSA-EFECTO, el cual es una matriz que RELACIONACADA POSIBLE CONTINGENCIA CON LA ACCION QUE TOMA EL SISTEMA DE
PROTECCIN y se muestra en el ESD.
CAPITULO IV.
OPERACIN DE
BOMBAS
IV.1. DEFINICIN
La bomba se usa para transformar la energa mecnica
en energa hidrulica.
La bombas se emplean para bombear toda clase de
lquidos, hasta mezclas de lquidos y slidos.
Un sistema de bombeo puede definirse como la adicin
de energa a un fluido para moverse o trasladarse de
un punto a otro.
Energa neta disponible es aquella pequea cantidad por encima
de la presin de vapor del liquido. Para conseguir que el liquido
ingrese a la bomba y pase a travs de ella sin afectar la
operacin o malograr la bomba, esta requiere una cantidad de
energa neta en la succin. Esta energa es comnmente
conocida como CSPN (NPSH) "Columna de succin positiva
neta"
IV.2. ENERGIA DE SUCCION
NIVELES DE ENERGA
1- Salida desde la fuente de
succin
2- Succin de la bomba
3- Descarga de la bomba
4- Punto de descarga
Gradiente hidrulica en un
sistema tpico. La bomba debe
suministrar toda la energa,
incluyendo prdidas en los
conductos, para mover el liquido
desde la fuente hasta el punto
de descarga. La energa
disponible en la succin de la
bomba, por encima de la
presin de vapor del liquido es
la CSPN (NPSH) disponible
IV.3. CAVITACION
Un factor importante para el funcionamiento satisfactorio de una
bomba es evitar la cavitacin, tanto para obtener un buen
rendimiento como para evitar daos. La cavitacin o aspiracin en
vaco es un efecto hidrodinmico que se produce cuando un lquido
pasa por el impulsor de una bomba, y experimenta un cambio de
presin. Si la presin absoluta de un lquido cae por debajo de su
presin de vapor, producir que las molculas que lo componen
cambien inmediatamente a estado de vapor, formndose burbujas
o, ms correctamente, cavidades o cavitacin. Las burbujas
formadas viajan a zonas de mayor presin e implotan (el vapor
regresa al estado lquido de manera sbita, aplastndose
bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas y un
arranque de metal de la superficie en la que origina este fenmeno.
Las zonas de vaporizacin obstruyen el flujo limitando la capacidad
de la bomba
Se suele llamar corrosin por cavitacin al fenmeno por el
que la cavitacin arranca la capa de xido (pasivacin) que
cubre el metal y lo protege, de tal forma que entre esta zona
(nodo) y la que permanece pasivada (cubierta por xido) se
forma un par galvnico en el que el nodo (el que se corroe) que
es la zona que ha perdido su capa de xido y la que lo mantiene
(ctodo).
El fenmeno generalmente va acompaado de ruido y
vibraciones, dando la impresin de que se tratara de grava que
golpea en las diferentes partes de la mquina.
Cavitacin de succin
La cavitacin de succin ocurre cuando la succin de la bomba se encuentra en
unas condiciones de baja presin/alto vaco que hace que el lquido se
transforme en vapor a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la
zona de descarga de la bomba donde el vaco desaparece y el vapor del lquido
es de nuevo comprimido debido a la presin de descarga. Se produce en ese
momento una violenta implosin sobre la superficie del rodete. Un rodete que ha
trabajado bajo condiciones de cavitacin de succin presenta grandes cavidades
producidas por los trozos de material arrancados por el fenmeno, esto origina el
fallo prematuro de la bomba.
Cavitacin de descarga
La cavitacin de descarga sucede cuando la descarga de la bomba est muy
alta. Esto ocurre normalmente en una bomba que est funcionando a menos del
10% de su punto de eficiencia ptima. La elevada presin de descarga provoca
que la mayor parte del fluido circule por dentro de la bomba en vez de salir por la
zona de descarga, a este fenmeno se le conoce como "slippage". A medida que
el lquido fluye alrededor del rodete debe de pasar a una velocidad. Esta
velocidad provoca vaco que provoca que el lquido se transforme en vapor. Una
bomba funcionando bajo estas condiciones muestra un desgaste prematuro .
Las bombas pueden bombear solamente lquidos, vapores no
La operacin satisfactoria de una bomba requiere que la evaporacin del
liquido que se esta bombeando no ocurra a ninguna condicin. Esto se
desea porque cuando un liquido se vaporiza, su volumen aumenta
extremadamente, por ejemplo 1 pie3 de agua a temperatura ambiente da
1600 pie3 de vapor a la misma temperatura. Esto hace claro que si
deseamos bombear un fluido efectivamente debemos mantenerlo
siempre como liquido.
Aumento en la temperatura y disminucin en la presin aumenta la
vaporizacin
La vaporizacin comienza cuando la presin de vapor del lquido a la
temperatura de operacin iguala a la presin exterior del sistema que, en
un sistema abierto siempre es igual a la presin atmosfrica. Cualquier
disminucin en la presin externa o aumento en la temperatura de
operacin puede inducir la vaporizacin y la bomba deja de bombear. As,
la bomba siempre necesita tener una cantidad suficiente de columna de
succin presente para prevenir esta vaporizacin al punto de presin
ms bajo en la bomba.
.
IV.4 BOMBAS CENTRIFUGAS.
Consideraciones de Operacin
CSPN como una manera de prevenir la vaporizacin
El fabricante normalmente prueba la bomba con agua a
diferentes capacidades, creadas en el lado de la succin.
Cuando las primeras seales de vaporizacin se presentan,
indican que ocurre cavitacin, la presin de la succin es
anotada. Esta presin se convierte en la columna. Este nmero
de columna se publica en la curva de la bomba y se define como
la columna de succin positiva neta requerida CSPNR (NPSHr) o
a veces para abreviada como la CSPN (NPSH). As la Columna
de Succin Positiva Neta (NPSH) es la columna total a la
entrada de la succin de la bomba menos la presin de vapor
convertida a altura de la columna del lquido
Cebado de bombas Centrifugas
Para el correcto funcionamiento de las bombas centrifugas se necesita que estn
llenas de fluido incomprensible, pues en el caso estar llenas de fluido compresible
(cualquier gas como el aire) no funcionaran correctamente.
El cebado de la bomba consiste en llenar de lquido la tubera de aspiracin
succin y la carcasa de la bomba, para facilitar la succin de lquido, evitando
que queden bolsas de aire en el interior. Al ser necesaria esta operacin en las
bombas centrifugas, se dice que no tienen capacidad autocebante. Sin embargo,
las bombas de desplazamiento positivo son autocebantes, es decir, aunque estn
llenas de aire son capaces de llenar de fluido el circuito de aspiracin.
IV.4.1. EFECTO DE LAS PROPIEDADES FSICAS DEL FLUIDO
Las propiedades fsicas del fluido que influyen en el bombeo con bombas
centrfugas son la densidad (o peso especfico), presin de vapor y
viscosidad.
a) Densidad (peso especifico, o densidad relativa). Influye sobre la
potencia necesaria para el bombeo; a mayor densidad, mayor potencia
necesaria para el bombeo.
b) Presin de vapor (Pv).- Su influencia se acenta si se trabaja con
lquidos calientes y est en el NPSH o del sistema.
debe ser baja para tener una NPSH razonable y evitar la cavitacin.
c) Viscosidad ().- Influye sobre el caudal que pueda manipular la bomba,
la columna que pueda desarrollar la bomba, y la eficiencia de la bomba .
Adems influye sobre la columna o resistencia del sistema (aumentndolo).
PRINCIPIO BSICO DE OPERACIN
Una Bomba del Desplazamiento Positivo tiene una cavidad que
ensancha en el lado de la succin de la bomba y una cavidad
decreciente en el lado de la descarga. Se permite el lquido fluya a la
bomba a medida que la cavidad en el lado de la succin se extiende y el
lquido se fuerza fuera a medida que la cavidad de la descarga
disminuye. Este principio se aplica a todos los tipos de Bombas de
Desplazamiento Positivo, ya sea bomba de lbulo rotatorio, engrane
interno, de pistn, de diafragma, de tornillo, de cavidad creciente, etc.
IV.5 Bombas de Desplazamiento
Positivo
Una Bomba del Desplazamiento Positiva, diferente a una Bomba
Centrfuga, producir el mismo flujo a una RPM dada no importando cual
sea la presin de la descarga. Una Bomba del Desplazamiento Positiva
no puede operarse contra una vlvula cerrada en el lado de la
descarga de la bomba, es decir no tiene una columna cero como lo
hace una Bomba Centrfuga. Si a una Bomba de Desplazamiento
Positivo se permite operar contra una vlvula de la descarga cerrada
continuar produciendo flujo que aumentar la presin en la lnea de la
descarga hasta que la lnea estalla o la bomba se daa severamente o
ambos
IV.6 ELEMENTOS DE CONTROL
Presin de DescargaPresin de SuccinTemperatura de fluidoViscosidad del FluidoRefrigeracinLubricacin
CAPITULO V.
OPERACIN DE
DESALADO
V.1. DEFINICIN
La Desalacin es el trmino
aceptado por la industria para el
proceso electrosttico, para
remover contaminantes tales como
las sales, slidos y agua de los
aceites crudos en refineras.
V.2. ELEMENTOS
Desalador Bilectric de Etapa nica
DESALADORA AGUA DE LAVADO VALVULA MEZCLADORA
PARRILLAS DE ENERGIA PRODUCTO QUIMICO
El sistema desalador emulsiona (mezcla) el agua de lavado (agua con
bajo contenido de contaminantes) con el aceite crudo en una vlvula
mezcladora especial que efecta la dispersin del agua en gotas
extremadamente pequeas.
La emulsin resultante es conducida por la tubera al recipiente desalador,
donde la mezcla es distribuida en cantidades medidas, a un campo
elctrico.
El campo elctrico causa la coalescencia del aceite y agua. Las gotitas de
agua de lavado (ahora combinadas con gotitas de salmuera) forman gotas
grandes que se desprenden del aceite crudo que fluye para arriba y
empiezan a sedimentarse a causa del efecto de la gravedad.
La adicin de agua de lavado al aceite crudo aumenta el volumen total de
agua en el crudo y permite la remocin de contaminantes por medio de la
coalescencia electrosttica de la gotitas de agua.
V.3. CONDICIONES DE OPERACIN
MIXER
AGUA DE
PROCESO
CRUDO
DESALADO
CRUDO
SALADO
LODOS AL
DEOILER
En caso de haber cambios en las caractersticas de aceite
crudo en tratamiento podr ser necesario hacer cambios
en la operacin del desalador, hay seis factores que
afectan el funcionamiento del sistema.
Flujo de Aceite. % de Agua de Lavado. Diferencial de Presin de vlvula mezcladora. Tipo y Cantidad de Desemulsificador. Nivel de Agua del Recipiente. Temperatura y Presin de Proceso.
Aceite Crudo al Desalador: HCT COE
Propiedad: Aceite Crudo Aceite Crudo
Velocidad del Flujo, BPD 90,000 90,000
Gravedad API 34.2 23.6
Sal, ptb (mx.) 70 (121) 70 (121)
BS&W, %Vol. (mx.) 0.3 (0.5) 0.3 (0.5)
Viscosidad, Cst a 100 F 5.31 59.87
a 122 F 3.97 35.06
Temperatura 220-300 F 220-300 F (280 Optimo)
Presin, Psig 110 Psig 110 Psig
Agua de Proceso: Agua Clara, Dulce No-incrustante
TipoEl pH del agua de proceso del desalador ser
controlado de manera tal que el pH del agua
efluente del desalador sea mantenido entre 6 y
8.
Tasa6% mn.-10% mx. de agua dulce de lavado
Temperatura Ambiente o de Calentamiento
Presin 300 Psig
Producto Qumico:
Tipo Desemulsificante
Tasa 6 12 ppm, o segn se requiera
Diferencial de Presin
A travs de la vlvula Mezcladora y
Desalador
Operacin Normal 10-14 Psig
Puede llegar hasta 25 Psig
Electricidad:
Demanda por desalador Total 375 kVA, 2400 Volt, 60 Hertz, circuito trifsico
Carga supuesta por desalador75 Kw.
Sal de Crudo de Entrada Sal de crudo a la salida
1-10 ptb 1 ptb
11-25 ptb 2 ptb
26-70 ptb 3.5 ptb
>70 ptb 95% Removido
V.4. EFICIENCIAEl valor ptimo de sales es la cantidad de sales que en teora debe quedar en el
aceite crudo desalado bajo condiciones ideales. Ya que el proceso no es ideal, la
cantidad efectiva de sales remanentes en el aceite Crudo tratado ser tpicamente
mayor que el valor ptimo de sales. El valor ptimo de sales para una dada planta
de desalacin, expresada en libras de sales de cloruro (NaCl) por miles de barriles
de aceite (PTB) se obtiene con la frmula que sigue:
So
La frmula que sigue se usa para determinar la eficiencia del desempeo del desalador cuando
esta es comparada con la eficiencia ideal (100%).
Donde : %E = Eficiencia en %
So = Contenido de Sales de Crudo no desalado, PTB.
S = Contenido de Sales de crudo desalado, PTB100% x
So
SSoE
Para mantener la mxima eficiencia de operacin de la planta,
el operador de la planta debe establecer una secuencia de
instrucciones que incluye las actividades que siguen:
Muestreo peridico y evaluacin del crudo no tratado,crudo desalado, agua dulce de lavado y agua efluente.
Inspeccin visual peridica de los componentes de laplanta desaladora para detectar posibles problemas de
operacin y mantenimiento.
El servicio para los componentes de la planta desaladoraque requieren mantenimiento a intervalos especficos,
segn se indica por los fabricantes de componentes
individuales.
MUESTREO PERIODICO
Para ayudar a mantener las especificaciones del sistema de desalacin,
el operador del sistema debe peridicamente sacar muestras de (1)
crudo no tratado, (2) crudo desalado, (3) agua dulce y (4) agua efluente.
La evaluacin de estas muestras indicar si la remocin de sales del
sistema es suficiente, y si hay algn cambio en las caractersticas del
aceite crudo o el agua de lavado que requieran cambios en la
operacin. La puesta en Operacin de la Planta describe las acciones
que deben ser tomadas para ajustar el Sistema en caso que la remocin
de sales no cumple con las especificaciones.
INSPECCIN VISUAL PERIDICA
La inspeccin visual peridica de los componentes externos del
desalador pueden ayudar a detectar y prevenir problemas de
mantenimiento antes de que causen fallas. Durante la inspeccin visual,
el operador debe:
Inspeccionar la condicin de pintura/acabado del re cipientedesalador.
Buscar fugas de fluidos. Esto incluye observar el rea al rededorde las unidades de potencia del desalador.
Observar todos los cables de puesta a tierra. Las conexionesdeben estar limpias y apretadas.
Observar las indicaciones de los voltmetros y ampermetros. Si unmedidor no presenta indicacin alguna, o si la indicacin flucta
mucho, puede ser que hay un problema con la operacin de la
planta.
Las causas que provocan variar las
condiciones de operacin del
desalador ? Cambio de tanque de Produccin:
En estos casos el importante el drenaje correcto y total de los tanques que
entraran como alimentacin a la unidad. El no hacerlo producira que se
arrastre agua innecesaria que a su vez arrastre lodos y partculas en
suspensin indeseables para la operacin.
Al cambiar el tanque tambin cambiamos la calidad del crudo y es
necesario si el caso lo requiere buscar las condiciones optimas de
operacin.
En el caso particular que la muestra de salmuera del desalador estelimpia, y en despus del deoiler la muestra presente manchado, no
representa un factor importante para modificar las condiciones de
operaciones de la desaladora, es necesario dirigir nuestra atencin a la
operacin del Deoiler, y por ejemplo, disminuir los tiempos de retiro de
los lodos.
V.5. CALIDAD DE CRUDOSLa mezcla de crudos como carga representa un factor importante para el
control operacional del desalador.
La calidad del desalador dependera de la calidad de crudo a procesar de
acuerdo a los siguientes criterios.
Mezclas con crudos mas pesados se requerir mayor diferencial depresin en la vlvula mezcladora para mejorar la coalescencia.
Mezcla con crudos con mayor contenido de sal y BSW es necesarioaumentar el porcentaje de agua y aumentar el desmulsificante hasta
encontrar la condicin optima dentro los parmetros establecidos
anteriormente.
Para todos los casos de mezclas de carga es necesario mantener lascondiciones en el sistema de desalado hasta que presente variacin
en la eficiencia o manchado de la salmuera, solo en ese caso se
variar los parmetros de % de agua, diferencial de presin e insumo
qumico hasta estabilizar nuevamente el sistema.
CARACTERISTICAS DE CRUDOS
PROPIEDADES UNIDAD ORIENTE S. BLEND MAYNA LORETO PETROBRAS PETROTECH MERCANTILE ALBACORA MARALAGO MARLIM LEONA 24 VASCONIA LAGOTRECOIRANI
PESADO
SOUTH
BLEND
IRANI
LIGEROCUSIANA
API 23.60 28.80 25.70 18.90 33.20 37.20 36.4 21.00 22.1 23.7 23.80 24 26.2 29.8 29.9 33.3 42.8
S %Wt. 1.58 0.60 0.42 1.24 0.09 0.07 0.0734 0.72 2.91 0.68 1.75 0.89 0.1 1.98 0.68 1.49 0.15
SAL PTB 121.00 2.00 10.00 8.7 12.00 5 36 8.20 12 7.9 10 3.8 7 7
BS&W % Vol. 0.10
V.6. DEOILEREl deoiler es un equipo de recuperacin de aceite proveniente de la
salmuera separada en el desalador. Es un recipiente separador por
gravedad de platos corrugados. En su estructura interior presenta
formaciones de platos que favorecen a la separacin del aceite,
sedimentos y agua.
Condiciones de Operacin de Diseo
Model : RFA-5
Flow Rate : 9000 BPD
Presin Oper. : ATM
Temp. Oper. : 180 F
Presin Diseo : 1 Psig
Temp. Diseo : 210 F
El sistema presenta tres fases de separacin, la primera de aceite que se
recupera con la bomba P-120 A/B (solo opera cuando el sensor detecta
nivel de aceite), la fase de agua que succiona la bomba P- 119 A/B
(continuo) y los fondos de lodos es succionado con la bomba P-124 A/B
(operacin intermitente cada 10 horas por 2 minutos).
Sistema de Recuperacin de Aceite- Deoiler
CAPITULO VI.
OPERACIN DE
DESTILACION
Es un proceso fsico de separacin, en el cual
los componentes de una mezcla (que a
condiciones ambientales puede ser lquida o
gaseosa) se separan. Esta separacin ocurre
porque existe una diferencia en la volatilidad
de los componentes; para que la destilacin se
lleve a cabo, debe ocurrir un intercambio de
calor y masa entre los componentes de la
mezcla cuando se pongan en contacto directo
las fases lquido-vapor de la misma mezcla; tal
como se muestra en la figura adjunta.
Cuando hablamos de Destilacin del Petrleo,
nos referimos a la separacin ya no de
componentes, sino de fracciones, como por
ejemplo: Gasolina, nafta pesada, kerosene,
diesel. Estas fracciones deben tener calidades
especficas normadas por la Sociedad
Americana de Pruebas y Materiales (ASTM)
VI.1. Definicin.
Lnea para verificar
Inundacin
Soporte del Plato
Varilla para desviar el
flujo
Plato
Casquete de
Burbugeo
Contactor de
Vlvula (Abierta)
Plato Perforado
Flujo de Vapor
Entrada de Gas
Salida de Lquido
Espuma, o gotas de
Lquido
Entrada de
Alimentacin
Corriente Lateral
Bajante
Rebose del Vertedero
Casco
Salida de Gas
La destilacin se lleva a cabo en equipos
denominados Columnas de Destilacin, los
cuales estn formados por una cantidad
especfica de platos que ayudan la separacin.
Entonces el petrleo lquido parcialmente
vaporizado entra a la Columna de destilacin y
se distribuye a travs de los platos, cada plato
contiene un nivel determinado de lquido y
est a una presin y temperatura especfica,
lo que ocurre en un plato es que los es que los
vapores provenientes del plato inferior entran
en contacto y en contracorriente con el lquido
proveniente del plato superior, al entrar en
contacto ocurre una transferencia de calor y
masa, de tal manera que se da una
redistribucin de los componentes, los
componentes ms vlatiles del lquido se
vaporizan y se desprenden de ste pasando al
vapor, mientras que los componentes menos
voltiles del vapor se condensan y pasan al
lquido.
Como Trabaja
La Destilacin
vapores provenientes del plato inferior entran en
contacto y en contracorriente con el lquido
proveniente del plato superior, al entrar en
contacto ocurre una transferencia de calor y
masa, de tal manera que se da una
redistribucin de los componentes, los
componentes ms vlatiles del lquido se
vaporizan y se desprenden de ste pasando al
vapor, mientras que los componentes menos
voltiles del vapor se condensan y pasan al
lquido
Es la vaporizacin parcial de una mezcla con produccin de
vapor ms rico en los componentes ms voltiles que la
mezcla lquida inicial, quedando un residuo lquido ms rico en
los componentes ms pesados (poco voltiles).
VI.1.1Destilacin Simple
Se basa en los mismos principios que para unadestilacin binaria, pero los equilibrios lquido vapor sonalgo ms complicados.
Se busca lograr un buen contacto entre las fases lquiday vapor, para lo cul se usan platos perforados oempaques.
El nmero de platos depende del grado defraccionamiento que se desea, y de la cantidad de corteslaterales que se obtendrn.
VI.1.2. Destilacin de un
Sistema Multicomponente
Gases
Gasolinas
kerosene
Diesel
Residual
Se basa en los mismosprincipios que para unadestilacin binaria, pero losequilibrios lquido vapor sonalgo ms complicados.
Se busca lograr un buencontacto entre las fases lquida yvapor, para lo cul se usanplatos perforados o empaques.
El nmero de platos dependedel grado de fraccionamientoque se desea, y de la cantidadde cortes laterales que seobtendrn.
VI.1.2. Destilacin de un
Sistema
Multicomponente
VI.2. EQUILIBRIO LIQUIDO VAPOR
Se alcanza cuando la temperatura, la presiny la composicin de las fases tengan un valorconstante en el tiempo.
Algunas molculas cercanas a la interfaseperdern o ganarn suficiente energa parapasar de una fase a la otra, situacin que noafecta el equilibrio ya que el flujo neto demolculas en este estado es igual a cero.
E-1
vapor
liquido
La presin de vapor de un liquido a una temperatura particular es lapresin de equilibrio ejercida por las molculas que salen y que seincorporan de la superficie lquida.
Puntos importantes con respecto a la presin del vapor:
La entrada de energa eleva la presin del vapor
La presin del vapor se relaciona con la ebullicin
Un lquido se dice ' va hervir ' cuando su presin del vapor iguala lapresin circundante
La facilidad con la cual un lquido hierve depende de su volatilidad
Lquidos con altas presin de vapor (lquidos voltiles) hervir atemperaturas bajas.
La presin del vapor y por lo tanto el punto de ebullicin de unamezcla lquida depende de las cantidades relativas de loscomponentes en la mezcla.
La destilacin ocurre debido a las diferencias de volatilidad de loscomponentes en la mezcla lquida
VI.3. Destilacin ASTM
ASTM D86 es un mtodo de pruebaestndar para fracciones de tope, nafta,queroseno y gasleo. Este es tambinuna destilacin atmosfrica tipo batch yse puede usar por encima de 2500C
A altas temperaturas una versin de estaprueba es compatible para el uso delvaco
En el aparato mostrado en al figura seaaden 1ooml de muestra, esta eshervida en un flash simple y escondesado el vapor y recogido en elcilindro de medicin, la curva TBP midenpor encima de 3750C, pero por debajo de2500C el vaco debe usarse para evitar elcraqueo trmico
VI.4. Destilacin TBP Este mtodo se puede utilizar para petrleo crudo o alguna fracciondestilada, el aparato que se muestra en la figura, con una muestrade 2250ml que es hervida en un flash a presin atmosfrica, elvapor haciende desde el flash a la columna 3m con alto contenidode dispositivos ,(cables, o platos), la mayoria del vapor escondensado y retornado hacia la columna como reflujo; esto da ungrado de separacin entre el vapor y el liquido en el flash
Diferencias entre Destilacin ASTM Y TBP
El ASTM difiere de TBP en:
El ASTM es una prueba simple de solo 20 minutos y la TBP duramas de 15 horas
El aparato para la prueba ASTM no es una columna derectificacin o reflujo, entonces el vapor esta en equilibrioaproximado con el liquido
El aparato para la prueba TBP es una columna de rectificacin oreflujo, entonces el vapor esta en equilibrio con el liquido
Los resultados de ASTM son en % vol. a la muestra originalrecuperada.
Los resultados de TBP son en % W a la muestra originalrecuperada.
VI.5. GAP/OVERLAP
Se define como punto de corte la temperatura a la
que, sobre la curva TBP, se obtiene el rendimiento
deseado en un determinado producto.
Es decir, si se pretende obtener un 50% de Destilado, y
este rendimiento corresponde sobre la curva TBP de la
alimentacin a una temperatura de 90C, se dir que el
punto de corte deseado es 90C.
VI.6. PUNTO DE CORTE
Mtodo de
destilacin
Separacin entre
los productos
Gap F
ASTM D86
95% Light Cut 5% Heavy Cut
Gasolina / Kerosene 20 a 40
ASTM D86
95% Light Cut 5% Heavy Cut
Kerosene / Diesel 2 10 a 20
ASTM D86
95% Light Cut 5% Heavy Cut
Diesel 2 / Gasleo
pesado
0 a 10 ( overlap)
ASTM D1160
90% Light Cut 10% Heavy Cut
Gasleo de vaco /
Destilado de vaco
10
Calidad de Separacin
El establecer un punto de corte, no implica ningn grado
de calidad en los productos, este vendr definido por el
fraccionamiento. La figura siguiente ilustra este concepto:
Dan una idea de la calidad del producto
extrado, correspondiendo a la temperatura de
burbuja del mismo bajo su presin parcial.
A presin fija, una mayor temperatura indicar
un producto ms pesado y viceversa. No hay
que olvidar, sin embargo, la accin posterior
del stripping.
VI.7.Temperatura de Extraccin
Con el fin de poder cumplir las especificaciones
de inflamabilidad de los productos comerciales, es
necesario someter a las extracciones laterales de
la columna a un proceso de destilacin con
arrastre por vapor, que elimine los ligeros
indeseables. En el caso del fondo de la columna,
este arrastre con vapor cumple un doble
cometido.
VI.8. LOS STRIPPERS LATERALES Y
EL FONDO DE LA COLUMNA
El efecto conseguido es el de un agotamiento
de la carga a la misma, dando como resultado
unos vapores que se devuelven a la columna
principal y un lquido de fondo que cumple la
inflamabilidad especificada.
VI.8.1.Strippers Laterales
Eficacia del stripping con vapor
Para los stripper laterales, el valor ptimo de la
inyeccin ser el mnimo que consiga la
inflamabilidad deseada.
Para cada tipo de alimentacin al Stripper existe
una curva distinta, conservando siempre la misma
forma bsica. De ah, que se pueda afirmar la
inoperancia de sobrepasar determinados lmites
en la inyeccin de vapor de stripping.
Eficacia del stripping con vapor
Stripper RANGO (Lb vapor /BLs de producto)
T-102 A de NAFTA 45.2 - 58.1
T-102 B de KERO 2.1 - 4.2
T-102 C de DIESEL 0.4 - 0.6
Fondos de T-101 4.0 - 4.5
Se trata en esencia de un stripper. De la
operacin del mismo depende el reflujo interno
en la zona comprendida entre la alimentacin y
la tercera extraccin, tal como se demuestra a
continuacin
VI.1.8.2. Fondo de la Columna Atmosfrica
En el caso del fondo de la Columna Atmosfrica, el ptimo
ser aquel que d lugar al reflujo interno, "overflash;suficiente para conseguir el mximo agotamiento.
Lgicamente, este valor deber encontrarse en la zona
definida como "ptimo de operacin". De hecho la inyeccin
al fondo suele situarse entre 860 y 1730 Lb/1000Bl, siendo el
lmite mximo de la zona ptima de operacin del orden de
2,160 Lb/1000Bl.
Eficacia del stripping con vapor
En diseo todos los stripper presentan una relacin de
1,730 Lb/1000Bl. Cabe destacar, por ltimo, que la
accin del stripping se refleja de forma directamente
proporcional a la revaporizacin sobre la temperatura
del 5% de la curva ASTM del producto efluente, ligada a
su vez con la inflamabilidad.
Este reflujo interno es, a su vez, generado por la
eliminacin de calor (y consiguiente condensacin), en
los vapores de cabeza. Sin embargo, en el caso de una
columna atmosfrica, la aplicacin de este principio
llevara a unos trficos de lquido y vapor enormes en la
zona superior de la columna, obligando, por tanto, a un
diseo de dimetro creciente para la misma.
Con el fin de evitar este inconveniente, aparecen los
reflujos circulantes, cuyo papel es eliminar calor a
distintos niveles de la columna, desahogando as la
zona de cabeza.
VI.9. REFLUJOS EXTERNOS
Consiste en el lquido procedente del
Acumulador de Reflujo Caliente, generalmente.
Es posible controlar su temperatura mediante la
oportuna mezcla con lquido procedente del
Acumulador de Reflujo Fro.
Sin embargo, es conveniente no hacerlo, ya
que el ideal termodinmico sera aquel en que el
reflujo se encontrase a una temperatura inferior
en un infinitsimo a la del plato de recepcin del
mismo, ya que de esta manera no se produciran
condensaciones indiscriminadas, mejorando,
por tanto, el fraccionamiento.
VI.10. Reflujo de Tope
Consiste en una parte del producto lquido
procedente del plato de 2 Extraccin, que
antes de ser strippado cede calor en varios
intercambiadores y retorna a la columna
sobre un plato situado por encima del de
extraccin.
Su efecto es el de eliminar de la columna
el calor necesario para que el caudal de
reflujo de cabeza no supere ciertos lmites,
que podran dar lugar a inundaciones.
VI.11 Reflujo Circulante
Las principales variables de operacin son:
a) Perfil trmico de la torre
T tope
T plato 16
T plato 24
T Drum 101
b) Presin de Drum-101
c) Presin Zona Flash
d) TSH
e) Calidad de carga
g) Reflujos
h) Vapor de despojamiento
VI.12. VARIABLES DE OPERACIN DE
DESTILACIN
VARIABLE SOLVENTE 1 SOLVENTE 3 TURBO A-1 KERO
SALIDA DE
HORNOF 625-630 625-630 630 630
PLATO 24 F 370-385 410-420 385 410
PLATO 16 F 275-285 310-325 270-272 260-270
TOPEF 212-215 237-240 210 210
PSIG 4.2-4.5 2.8-3 3 2.5
Condiciones Tpicas de Operacin
Cuando se presentan desviaciones importantes en la calidad de la carga, estos valores son
modificados segn los siguientes criterios.
1. Temperatura de los platos
El incremento de temperatura en los platos de extraccin ocasiona mayores temperaturas para
la curva de destilacin del producto; se consigue mayor densidad y punto final de ebullicin. El
punto de inflamacin se incrementa rpidamente.
2. Valor de despojamiento
Mayor flujo de vapor a los despojadores incrementa el punto de inflamacin. La relacin entre
estas 2 variables es exponencial y para variaciones mayores a 10 F, se recomienda modificar la
temperatura del plato de extraccin.
3. Presin
El incremento de presin modifica las curvas de destilacin de todos los productos (menores
recobrados y punto final de ebullicin), la condensacin de los vapores de tope se incrementa y
la operacin de los E-101 A/B/C/D se ve favorecida. Este efecto generalmente se utiliza para
mejorar la calidad de los solventes N1 y N3.
4. Reflujos
De Nafta Liviana.- Controla la temperatura de tope y establece el reflujointerno en la primera seccin de la torre.
Intermedio y fondos.- Llamados tambin Reflujos circulantes, controlan latemperatura de los platos 16 y 24, respectivamente. No tienen
influencia en el fraccionamiento.
De Nafta Pesada.- Favorece el fraccionamiento entre la nafta liviana y el primerlateral. se utiliza en operacin Solvente N 3, en la cual no hay
inundacin del plato de extraccin.
De Diesel.- Deprime la viscosidad del diesel, sobre todo cuando laextraccin de kerosene es alta.
CONTROL DE PRESIN
La presin de la torre de fraccionamiento y despojadores se controla variando la cantidad de
gases que sale del decantador D-101 hacia la Unidad de Recuperacin de Gases. El
instrumento controlador tiene el nmero PRC-1. Para casos de emergencia se puede enviar
los gases a la atmsfera al blow down, abriendo una vlvula manual.
Efecto de la reduccin de presin
sobre la operacin
En general las torres de destilacin debern operarse a la menor
presin posible.
Se incrementa la velocidad del vapor a travs de los platos, disminuyendo la prdida de lquido por los agujeros del plato, con esto se incrementa la eficiencia de plato.
Se incrementa el arrastre o el nivel de espuma sobre el plato.
Se incrementa la volatilidad relativa: es la relacin de la presin de vapor de un componente liviano dividido por la presin de vapor del componente pesado a la misma condicin de temperatura. Este incremento en la volatilidad relativa permite hacer una mejor separacin a un determinado reflujo, o mantiene la misma separacin a un menor reflujo.
VI.13. ECONOMIA DE LA DESTILACIN
La operacin de Destilacin es ineficiente por su naturaleza y sujetas a los siguientes puntos:
Utiliza excesiva energa en la separacin de sus componentes. Utiliza corrientes de enfriamiento perdiendo calor y a su vez utiliza
procesos de calentamiento. Las diferentes corridas de operativas (S-1, S-3, TA-1, etc.) aumentan
esta ineficiencia energtica,
Por todos estos factores es necesario tener presente que buscar optimizar nuestros procesos, logrando una mayor eficiencia, es necesario:
Utilizar la menor cantidad de corrientes de enfriamiento. Optimizar los procesos de combustin o pre - calentamiento del crudo
(evitar bay-pasear intercambiadores).
VI.13.1. Margen de Refinacin
El margen de refinacinnos muestra la tendenciade la rentabilidad de laoperacin, es necesariomantener un margenpositivo considerando lastransferencias adecuadasy las produccionesestablecidas.
Realizar una transferenciainadecuada, o no obtenerel producto requerido enel tiempo establecidoocasionara una bajarentabilidad y perdidas ala empresa.
Carga UDPCarga Carga
Precio ($/Bls) Total (MM$)MB/DC Total (MB)
Petrotech 10.15 314.65 $ 78.79 $ 24.79
ONO Varios 6.84 212.04 $ 73.55 $ 15.60
Perez Companc 13.00 403.00 $ 73.22 $ 29.51
Mezcla Iran Lig-Pes 1.94 60.14 $ 59.46 $ 3.58
Marlin P-37 11.94 370.14 $ 55.77 $ 20.64
Oriente 17.03 527.93 $ 64.23 $ 33.91
Total 60.90 1,887.90 $ 128.02
Produccion UDPProduccion Produccion
Precio ($/Bls) Total (MM$)MB/DC Total (MB)
Metano - - $ - $ -
Etano 0.02 0.62 $ - $ -
Propano 0.10 3.10 $ 47.20 $ 0.15
Isobutano 0.08 2.48 $ 47.20 $ 0.12
Butano 0.20 6.20 $ 47.20 $ 0.29
Gasolina Liviana 7.23 224.13 $ 86.20 $ 19.32
Nafta Pesada 1.12 34.72 $ 88.20 $ 3.06
Solvente # 3 0.20 6.20 $ 114.41 $ 0.71
Turbo A-1 2.00 62.00 $ 96.60 $ 5.99
Kerosene 1.97 61.07 $ 93.69 $ 5.72
Diesel 21.00 651.00 $ 88.20 $ 57.42
Crudo Reducido (1) 1.98 61.38 $ 48.88 $ 3.00
Crudo Reducido (2) 25.48 789.88 $ 48.88 $ 38.61
Crudo Reducido (3) 0.79 24.49 $ 48.88 $ 1.20
Total 62.17 1,927.27 $ 135.58
Margen de Refinacion Bruto ($/B) $ 4.01
VI.13.1. Productos Qumicos
Uno de los aspectos importantes en el control de las operaciones es el uso deproductos qumicos, Aminas flmica, neutralizante para el control de la corrosinen el sistema de tope, desmulsificante para el desalado.
Es necesario optimizar el uso de estos productos, generando una sinergia entrelos operativos y los especialistas encargados de apoyar en el manejo de estosproductos.
CAPITULO VII.
CONTROL DE PROCESOS
AUTOMATIZACIN,
INSTRUMENTACIN Y
CONTROL
VII.1. AUTOMATIZACINVII.1.1. Control Automtico
VII.2. INSTRUMENTACIN
VII.2.1. Medidores de Temperatura
VII.2.2. Medidores de Presin
VII.2.3. Medidores de Flujo
VII.2.4. Medidores de Nivel
Calibrar es la accin de verificar la precisin de un
instrumento, realizando pruebas en varios niveles de
cada escala y de cada parmetro o variable de medicin,
tomando como referencia los valores proporcionados por
un instrumento patrn.
Qu es calibracin?
Las calibraciones se realizan directamente o por
comparacin.
En el primer caso, un instrumento patrn genera una
seal (indicada en un display local) y este valor se
compara con el valor indicado en el instrumento de
prueba.
En el segundo caso, se toma una fuente comn (no
necesariamente patrn), la cual genera una seal
que va tanto al instrumento patrn como al
instrumento de prueba, comparndose los valores
indicados.
Por qu es importante calibrar?
Nos permite verificar qu tan precisas son lasmediciones realizadas con un instrumento.
Determinamos la magnitud del error en cada nivel de laescala y la forma de la desviacin (lineal, angular,
alineal) en toda la escala.
Un instrumento calibrado nos da la confianza que lasmediciones efectuadas son correctas, teniendo en
cuenta el margen de error del instrumento. Uninstrumento calibrado nos evita problemas en proceso y
en seguridad personal y de planta.
En caso de que el instrumento patrn no tenga certificado
de calibracin o que ste no est vigente, se habla de
contrastacin.
Tambin contrastamos cuando se verifica la calibracin de
un instrumento de prueba (de mayor o igual precisin) con
otro de prueba con certificado de calibracin.
Cundo una calibracin es vlida?
Quines estn ms interesados en calibrar?
Las empresas que tienen alguna norma de calidad (estn
certificadas o por certificar) o exigencia:
ISO 9000. OSHA 18000. HACCP. Osinerg (Hidrocarburos y Electricidad).
VII.3. TRANSMISOR SENSOR
VII.4. CONTROLADOR
VII.5. ELEMENTO FINAL DE CONTROL
Vlvulas de Control Automtico
VII.6. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL
VII.7. Tipos de Control
ACCIONES
DE
CONTROL
1. Accin Proporcional
2. Accin Integral
3. Accin Derivativa
Modula al elemento final de control en forma continua entre los limites mximos y mnimos (on-off).
Respuesta de un controlador que es proporcional a la duracin de seal de error (desviacin).
Parte de la respuesta de un controlador, proporcional al razn de cambio de la entrada.
Es til a menudo en sistemas con grandes cantidades de inercia o retardos como ocurre con la temperatura
VII.8. Estrategias de Control
Control Simple Control Cascada
Como su nombre lo indica, este tipo de
control debe mantener una razn o relacin
fija entre dos variables. La aplicacin mas
comn es la de mantener una razn o
relacin fija entre dos flujos, tales como aire-
combustible en hornos, material de
alimentacin y catalizador en reactores y
mezclas de dos o ms materias primas en
operaciones de mezclado. Existen algunas
variaciones de esquemas de control usados
para obtener una razn entre dos variables.
El esquema predominante desde hace varios
aos usa una razn ajustable entre la variable
primaria o no controlada y el ndice de
control de la variable secundaria o
controlada. Aqu el flujo no controlada
(primario) es medido y usado para controlar
el otro flujo (secundario) para mantener la
razn deseada.
Control de Razn
VII.9. Supervisin de Procesos
DCS y ESD de UDP
Son Sistemas de Control automtico y de Seguridad constituidospor dispositivos distribuidos en el campo y centralizados en unsolo Sistema de Monitoreo.
A travs de un concentrador integran la informacinproveniente de la instrumentacin inteligente de campo.Estructuralmente estn constituidos de unidades modularesconectados de modo serial. Permiten aplicar soluciones de tipointegral incluyendo el control y la supervisin de planta as comotambin la gestin y planificacin de la planta.
Es sistema DCS de RFTL cuenta con redundancia a nivelcontrolador y permite realizar un control eficaz en el proceso.
APACS+ QUADLOG
RIS RIS
Ethernet TCP/IP fibra
ptica
Work
Station
DCS ESD
DCS APACS+ y ESD QUADLOG
DCS Sistema de Control Distribuido
Fabricante : Siemens / Moore
Tipo : APACS
Sistema Avanzado de Control y
Automatizacin
de Procesos
ESD Sistema de parada de emergencia (Emergency
ShutDown)
Fabricante : Siemens / Moore
Tipo : QUADLOG
Nivel :SIL3 - AK6
Mdulos
APACS
Niveles de integridad de seguridad
4
3
2
1
S84
No existen en las
industrias de procesos
PLCs de
seguridad
1oo2D
2oo3 PLCs deseguridad
1oo1D
Lgica de falla segura
inherente
RELEVADORES
0No hay requerimientosde SEGURIDADPLCs y DCS convencionales
8
7
6
5
4
32
DIN IEC 65A
NivelTV
SIL 3
AK 6
Interfaz Grfica: Suministro de crudo-UDP RTFL
Funcin del ESD
1. El ESD (Emergency Shut Down) o SIS (Sistemas Instrumentados de
Seguridad) tambin conocidos como Interlockes un sistema deseguridad de alta confiabilidad totalmente independiente del sistema
de control distribuido DCS que tiene la misin de accionar una
parada de emergencia de UDP llevando a la planta a un estado
seguro, cuando una de las variables criticas se desva del punto lmite
asignado (Limit Trip) salindose fuera de control poniendo en riesgo y
peligro la operacin de la planta.
2. El nivel de seguridad asignado al ESD de UDP es el SIL3 (Safety
Integrity Level)
3. El ESD instalado en UDP es un QUADLOG de la compaa
SIEMENS en configuracin redundante totalmente doble (Rack to Rack)
4. Est diseado para cumplir con la norma ANSI/ISA S84.01
VII.10. Sistema ESD
2. Ciclo de arranque
El ESD vigila y controla que se cumplan las condiciones operativas para un arranque
seguro3. Ciclo continuo
El ESD mantiene una vigilancia continua de las variables criticas durante todos los ciclos
de operacin es decir durante la operacin normal y durante el arranque (por esta razn
se necesitan activar los switches de Bypass).
4. Ciclo de Operacin Normal con el DCS
El ESD mantiene una vigilancia continua de las variables criticas durante la Operacin
normal de UDP, utilizando una matriz de Causa Efecto.
Respecto a los quemadores vigila que en total estn encendidos al menos 13 quemadores
y adicionalmente que no estn apagados dos quemadores vecinos de una misma cabina.
Funcionamiento del ESD en UDP
Puede distinguirse cuatro ciclos principales:
1. Ciclo de parada de emergencia
Cuando una de las variables criticas asociadas al ESD se desva del punto lmite
asignado (Limit Trip) salindose fuer