71417886 Aplicacion de La Transfer en CIA de Calor en Los Procesos Petroliferos

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UNIVERSIDAD NACIONAL DELCALLAO

Facultad de Ingeniería Ambiental y Recursos Naturales

OPERACIONES UNITARIAS II

Mg. NAPOLEÓN JÁUREGUI NONGRADOS

TEMA DE INVESTIGACIÓN

APLICACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOSPROCESOS PETROLIFEROS

GRUPO No 6

INTEGRANTES:- CARRANZA TARAZONA, CHRISS KELLY- CASTILLO LIÑAN JOHN FELIX GUILLERMO- GRANDA ROMERO, FABIOLA ALEXANDRA- MOSTACERO PERALES, MIGUEL ANGEL

- CALDERON FIGUEROA, EDDER JESUS- BARRUETA ARIZABAL, MAJORIE- RAMOS HIDALGO, CESAR OCTAVIO- ORIHUELA CAGALAYA, MARANELLY- FUENTES POLAR, WILLIAM ARTURO- VARGAS BACA, JENRY

FECHA DE EXPOSICIÓN: 29 DICIEMBRE DEL 2010

BELLAVISTA – CALLAO2010



APLICACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS PROCESOSPETROLÍFEROS

OPERACIONES UNITARIAS II 2

DEDICATORIA

El presente trabajo está dedicado al Mg. Napoleón

Jáuregui Nongrados profesor de la Facultad de Ingeniería

Ambiental y Recursos Naturales por incentivar y cultivar

en nosotros la investigación y formulación de una tesis, y

a los futuros estudiantes de ingeniería ambiental que

tengan el interés de adquirir conocimientos acerca de la

aplicación de la transferencia de calor en los procesos

petrolíferos.





PRESENTACIÓN

Este trabajo es un aporte al conocimiento de las

diferentes aplicaciones que se le puede dar a la

transferencia de calor en los procesos petrolíferos.

El presente trabajo ha sido elaborado por un grupo de

alumnos interesados en aportar conocimientos para que

las personas estén al tanto acerca de este problema.

Este trabajo va dirigido a los diferentes sectores que

conforman nuestra sociedad y lleva en si la finalidad deinformar a las personas las diferentes formas de

transferencia de calor que se puede dar en una planta

petrolífera y sus aplicaciones.





INDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………….. 6RESUMEN………………………………………………………….. 7

ABSTRACT……………………………………………………….. 8

CAPÍTULOGENERALIDADES……………………………………………….. 91.1 ANTECEDENTES………………………….…………….,….. 10

1.2 PROBLEMATICA…………………………………………… 131.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA……………………… 221.4 OBJETIVOS………………………………………………... 23

1.3.1 Objetivo general…………………………………. 231.3.2 Objetivos específicos………………………….. 23

1.5 HIPÓTESIS………………………………………………….. 231.6 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA………………………. 231.7 MARCO TEÓRICO………………………………………….. 24

1.7.1 Transferencia de calor…………………………. 241.7.2 Conducción……………………………………….. 251.7.3 Convección……………………………………….. 26

1.7.4 Radiación…………………………………………. 281.8 MARCO LEGAL………………………………………… 31

CAPÍTULO IIMETODOLOGÍA…………………………………………………… 332.1 MÉTODOS………………………………………………………... 342.1.2 MÉTODO DE LA OBSERVACIÓN…………………… 342.1.3 MÉTODO INDUCTIVO………………………………………….. 342.1.4 MÉTODO DEDUCTIVO……………………………… 342.1.5 MÉTODO ANALÍTICO………………………………… 352.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACION…………………………….. 35

2.2.1Encuesta…………………………………………………… 352.2.2 Diseño del cuestionario………………………… . 362.2.3 Función de las preguntas…………………….. 372.2.4 Objetivo…………………………………………… 372.2.5 Formulación de preguntas……………………. 372.2.6 Formato de Respuesta…………………………. 372.2.7 Trabajo de Campo……………………………… 37

2.3 ENCUESTA…………………………………………………. 38





CAPÍTULO IIIINGENIERIA……………………………………………. 423.1 INTERCAMBIADORES DE CALOR SOLDADOS BLOCK…. 433.2 INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACA Y SHELL….. 45 3.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR A PLACAS…….. 483.4 PROCESOS PETROQUÍMICOS………………… 533.5 CRACKING DEL PETRÓLEO………………………. 57

CAPÍTULO IVPROPUESTAS, RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES….. 60

4.1 PROPUESTAS……………………………………………………. 614.2 CONCLUSIONES…………………………………………........ 654.4 RECOMENDACIONES……………………………………… 694.5 FUENTES BIBLIOGRAFICAS……………………………….. 73





INTRODUCCION

El propósito de este trabajo de investigación dar cuenta de la

importancia del petróleo en nuestra vida y la contaminación que

genera sus procesos. Desde su formación hasta la legislación que

rige en nuestro país acerca del mismo.

Los hidrocarburos son un tipo de contaminantes que afectan a la

calidad del agua, suelo, aire de manera importante. Los derrames de

petróleo, cada día son más frecuentes en los océanos, dejan estelas

de contaminación de efectos a muy largo plazo.

La formación de una película impermeable de petróleo sobre el aguaen las zonas de derrame afecta rápida y directamente a las aves y a

los mamíferos acuáticos ya que obstruye el intercambio gaseoso y

desvía los rayos luminosos que aprovecha el fitoplancton para llevar

a cabo el proceso de fotosíntesis.

El petróleo o aceite mineral es una sustancia compuesta por muchas

clases de hidrocarburos. Por medio del proceso conocido con el

nombre de destilación fraccionada, son separados los hidrocarburosy se utilizan para una diversidad de propósitos.

Es importante adentrarse en todos los aspectos relacionados con los

derrames petroleros, no es un proceso simple que ha ocurrido a lo

largo de los años y según la tendencia que presenta el hombre

dichos derrames disminuirán pero no en su totalidad, el caso es que

deben aumentar las medidas preventivas y mucho mas las medidas

que condenan la contaminación de las aguas para de esta manerapoder tener un mundo un poco mejor.





RESUMEN

En el presente trabajo de investigación da a conocer, las diferentes

aplicaciones que se le puede dar a las transferencias de calor que

ocurren en una empresa petrolífera.

También se detalla lo importante que es el petróleo en nuestra vida

Noche y día nos movemos en un mundo marcado por la huella

petroquímica. Desde la cobija que abriga nuestro sueño hasta el

disciplinado reloj que nos despierta cada mañana, muchos de los

objetos que nos rodean son producto de esa rama de la industria, en

la cual se sostiene gran parte de nuestro estilo y calidad de vida.

Así como también lo importante que es darle un manejo adecuado a

la refinación del petróleo evitando los tan temibles derrames depetróleo que ocasiona grandes impactos al ambiente.

http://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtml

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ABSTRACT

In the present investigation revealed, the different applications that

can give heat transfers that occur in an oil company.

He also outlined the importance of oil in our life Night and day we

move in a world marked by the footprint petrochemicals. Since the

blanket that shelters our dream to the disciplined clock that wakes usup every morning, many of the objects that surround us are the

product of the domestic industry, which holds much of our lifestyle

and quality of life.

As well as how important it is to give an adequate management of oil

refining as fearsome avoiding oil spills resulting in major impacts to

the environment.





CAPÍTULO IGENERALIDADES

1.1 ANTECEDENTES





El petróleo fue conocido en la antigüedad, pero hace

relativamente poco tiempo que se lo industrializa,

transformándolo en muchísimos productos útiles.

Antiguamente, luego de extraer el queroseno de este

mineral, el resto se desechaba. A principios del pasado

siglo del petróleo crudo sólo se extraía gasolina,

queroseno y aceite negro. Hoy día, el petróleo es

destilado, separándose así primero la nafta o gasolina,

luego el kerosene y, por último, el gas-oil.

El petróleo o aceite mineral es una sustancia compuesta

por muchas clases de hidrocarburos. Por medio delproceso conocido con el nombre de destilación

fraccionada, son separados unos de otros estos

hidrocarburos y se utilizan para una diversidad de

propósitos. La destilación fraccionada se basa en el

hecho de que cada uno de los componentes posee una

temperatura de ebullición determinada, alcanzada la cual

se transforma en vapor, separándose de los demás; acontinuación la sustancia vaporizada se convierte en

líquida por enfriamiento. Pues bien, por destilación

fraccionada se obtienen entre otros los siguientes

productos: gases, éter de petróleo, gasolina, kerosene,

gas-oil, aceite combustible, aceites lubricantes, vaselina y

parafina. Como residuo de la destilación quedan el

alquitrán o pez y el coque.Antiguamente, las sustancias tintóreas eran escasas y

caras, y se extraían, casi en su totalidad, de productos

animales y vegetales. Tan sólo los ricos y los nobles

podían usar vestimentas teñidas con algunas de ellas. A

partir del descubrimiento del benceno se lograron

centenares de colorantes nuevos que, con sus matices

brillantes y delicados, embellecen nuestras vestimentas,

las telas que tapizan nuestros muebles, los tejidos de

http://www.monografias.com/trabajos6/etic/etic.shtml

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nuestros cortinados y los innumerables artículos de

material plástico que adornan nuestros hogares.

Como el más valioso de todos los componentes del aceite

mineral es la gasolina, y como la proporción de ésta en el

petróleo es baja, se han ideado procedimientos

especiales para aumentar la cantidad de gasolina a partir

de un volumen determinado de petróleo. Esto se logra

mediante lo que se conoce con el nombre de craqueo,

palabra que deriva de la inglesa "cracking", y que significa

ruptura. Y efectivamente, mediante elevadas presiones y

temperaturas se logra romper las moléculas de losproductos más pesados y transformarlos en gasolina.

También se puede obtener gasolina mediante la

polimerización o condensación de los productos más

ligeros, operación que consiste en unir moléculas simples

para formar otras más complejas.

Por el milagro de la química, con el derivado del alquitrán

se obtienen sustancias que imitan el aroma de las flores ylas plantas silvestres, tales como las esencias utilizadas

en repostería y en la fabricación de perfumes para

tocador y jabones.

Además del alquitrán también se obtienen la aspirina, que

calma el dolor y ahuyenta la fiebre; la cafeína, que

estimula el corazón; las sulfas, que tantas vidas salvan, y

el T.N.T. o trinitrotolueno, poderoso explosivo. Pero lasbondades del alquitrán no terminan allí, ya que de él se

obtienen más de doscientas sustancias útiles al hombre.

Nadie sabe cuanto petróleo hay en el mundo. El doctor

Arrhenius, famoso científico sueco, en cierta ocasión

manifestó que el consumo mundial de petróleo estaba

aumentando tan rápidamente, que para 1940 la

humanidad ya habría consumido todos sus recursos.

Obviamente, su aseveración fue un tanto exagerada, ya





que desde su predicción se han descubierto nuevos

campos. Todos los años se descubren nuevos pozos,

pero también todos los años consumimos enormes

cantidades en distintas aplicaciones. Aún así, pasarán

muchas generaciones por la Tierra antes de que hayamos

consumido en su totalidad el petróleo que hay en el

subsuelo del planeta.

Durante las últimas tres décadas, el Oriente ha sufrido

una seria degradación y deforestación. Los derrames de

petróleo (grupos verdes alegan que derramó más de 20

mil millones de galones de subproductos tóxicos deperforación, en cuerpos de agua locales, y más de 17

millones de galones de crudo) y la tala para acceso,

exploración y actividades de producción, han dañado al

bosque circundante, y han perjudicado la vida de la gente

local. A mediados de la década de los 90, las tierras que

alguna vez fueron utilizadas para cultivar quedaron

desnudas, y permanecieron en los sitios cientos de hoyosde desperdicio. En agosto de 1992, la ruptura de una

tubería provocó un derrame de 275,000 galones (1.04

millones l) y causó que el Río Napo fluyera negro durante

días, los que forzó a Perú y a Brasil a declararse en

estado nacional de emergencia, debido a las regiones

afectadas.

1.2 PROBLEMÁTICA





La contaminación por hidrocarburos de las aguas

marinas es uno de los problemas que más afecta a nivel

mundial donde la repercusión sobre las enfermedades

que afectan también al hombre y el ecosistema natural.

La extracción de petróleo es responsable de la

deforestación, degradación y destrucción de las tierras

alrededor del mundo entero. El proceso de extracción de

petróleo involucra la liberación de subproductos tóxicos

de perforación a los ríos locales, mientras que las tuberías

rotas y las fugas dan como resultado derrames

persistentes de petróleo. Además, la construcción decaminos para tener acceso a sitios remotos en donde hay

petróleo, abre las puertas a los colonizadores y a los

urbanizadores para que accedan a tierras salvajes.

Tubería petrolera en el bosque lluvioso de Ecuador.

Figura Nº 1

Algunos de los depósitos más prometedores de petróleo y

gas en la tierra, se encuentran inmersos en los bosques

lluviosos. A pesar de que estos combustibles fósiles se

pueden extraer de un modo ambientalmente amigable, los

gobiernos y las compañías petroleras optan normalmente

por lo que les conviene, sin tener consideración con el

medio ambiente o los intereses de la gente local (que es

la más afectada por la producción).





Uno de los casos más extremos y mejor conocidos de

explotación del bosque lluvioso ocurrió en Ecuador, en

donde el gigante petrolero de Estados Unidos, Texaco

(posteriormente Chevron-Texaco), degradó seriamente un

ecosistema durante más de una generación. Las

operaciones de la compañía petrolera afectaron las vidas

de miles de indígenas y de colonizadores.

Los procesos de extracción de petróleo son sucios y

destructivos. Los derrames de las tuberías rotas y los

subproductos tóxicos de perforación, pueden ser vertidos

directamente en arroyuelos locales y ríos. Algunos de losquímicos más tóxicos se almacenan en fosas abiertas de

desperdicio, y pueden contaminar las tierras y los cuerpos

de agua circundantes.

Los derrames de petróleo son alarmantes en el bosque

lluvioso. Un derrame severo de petróleo podría tener un

impacto devastador, dada la variedad de sistemas de ríos

desde praderas flotantes, bosques pantanosos y lagoscon forma de herradura, hasta barras de arena que serían

afectados. El derrame de petróleo de Exxon Valdez fue

difícil de limpiar, aún cuando se limitaba a playas rocosas;

atender un derrame de tamaño similar en el Amazonas

sería mucho más complicado.

La contaminación por petróleo también se produce por su

liberación accidental e intencionada en el ambiente,provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el

medio, directa o indirectamente.

La contaminación involucra todas las operaciones

relacionadas con la explotación, refinería y transporte de

hidrocarburos, que conducen inevitablemente al deterioro

gradual del ambiente. Afecta en forma directa al suelo,

agua, aire, y a la fauna y la flora.





Efectos sobre el suelo: Las zonas ocupadas por pozos,

baterías, playas de maniobra, piletas de purga, ductos y

red caminera comprometen una gran superficie del

terreno que resulta degradada. Esto se debe al

desmalezado y alisado del terreno y al desplazamiento y

operación de equipos pesados. Por otro lado los

derrames de petróleo y los desechos producen una

alteración del sustrato original en que se implantan las

especies vegetales dejando suelos inutilizables durante

años.

Efectos sobre el aire: Por lo general, conjuntamente con

el petróleo producido se encuentra gas natural. La

captación del gas está determinada por la relación gas,

petróleo, si este valor es alto, el gas es captado y si es

bajo, es venteado y/o quemado por medio de antorchas.

El gas natural está formado por hidrocarburos livianos y

puede contener dióxido de carbono, monóxido de carbonoy ácido sulfhídrico.

Efectos sobre el agua: En las aguas superficiales el

vertido de petróleo u otros desechos produce disminución

del contenido de oxígeno, aporte de sólidos y de

sustancias orgánicas e inorgánicas. En el caso de las

aguas subterráneas, el mayor deterioro se manifiesta enun aumento de la salinidad, por contaminación de las

napas con el agua de producción de petróleo de alto

contenido salino

Lo que hace que los contaminantes sean peligrosos, el es

proceso de ―magnificación biológica‖. Este proceso

consiste en que los organismos pequeños se contaminan

al ingerir estos metales, y posteriormente, otros

organismos mayores se alimentarán de ellos, de tal





manera que la contaminación en la cadena alimenticia va

incrementándose gradualmente y llega hasta el hombre,

causando a todos ellos problemas en sus funciones y en

el desarrollo de sus actividades y reproducción, en última

instancia son la causa de su muerte.

Transporte de petróleo, es el que ha producido los

mayores accidentes con graves consecuencias

ecológicas.

La contaminación marítima por hidrocarburos se puede

producir durante las operaciones cotidianas de losbuques, ya sea de forma accidental, esto es, rebalse de

tanques, roturas de mangueras, de líneas, pérdidas de

pequeñas cantidades del casco, errores personales

durante maniobras; o de forma intencional, como los

lastres sucios, el limpiado de tanques, sentinas, basura,

aguas contaminadas.

Si las sustancias contaminantes alcanzan la costa, debidoa la alta permeabilidad de la arena, los hidrocarburos

pueden penetrar hacia el subsuelo contaminando las

napas y dejando rastros irreparables en los reservorios

de agua dulce.

Anualmente se vierten al mar entre 3 y 4 millones de

toneladas de petróleo.

Las actividades navales son responsables del 33% de losderrames de petróleo en el ambiente marino, los

accidentes de los buques petroleros sólo el 12%, y las

instalaciones terrestres y descargas urbanas del 37%.

Se estima que 130.000 toneladas se vierten por año en el

mar desde plataformas petrolíferas marinas. Se ha

calculado que la pérdida y derrame crónico de petróleo

asociado a su producción en el mar es de 100Kg. De

vertido de crudo cada 1.000 toneladas extraídas.





Figura Nº 2

Repostaje en el mar o el bunkering, es la práctica de

transferir combustible de un barco a otro. Una maniobra

muy arriesgada porque provoca vertidos de hidrocarburosal mar con mucha frecuencia.

Generalmente, se realiza con gabarras de pequeño

tamaño que cargan menos de dos mil toneladas. Sin

embargo, en Gibraltar se realiza incluso con buques o

―gasolineras flotantes‖, que transportan ente 80.000 y

100.000 toneladas, algo que no está permitido en ningún

otro lugar de la Unión Europea. Tres son las ―gasolinerasflotantes‖ que actúan en Gibraltar.





Figura Nº 3

Las Refinerías, de crudo contribuyen también en gran

medida a la contaminación del medio ambiente. En

concreto, según estudios, la contribución de la

contaminación marina por hidrocarburos está generada

en casi un 20% por plantas costeras, como las refinerías.De las diez refinerías que existen en España, sólo una no

se encuentra en la costa y se trata de la que la empresa

Repsol tiene en Puertollano (Ciudad Real). En esta

ciudad, por ejemplo, los niveles de asma son

significativamente más elevados que en la localidad de

Ciudad Real, donde existe una gran influencia de la

contaminación atmosférica generada por el complejo de

Repsol.

Según el Registro Estatal de Emisiones y Fuentes

Contaminantes, las refinerías de petróleo emiten a la

atmósfera (sin contabilizar los gases de efecto

invernadero) 27.142 Toneladas anuales de

contaminantes y vierten directamente al agua 9.850

Toneladas de sustancias peligrosas. A pesar de que son





sólo 10 instalaciones, el refino es el tercer sector en

cuanto a vertidos directos de contaminantes al agua.

Plataformas petrolíferas, la explotación en plataformas

petrolíferas es otra fuente importante de contaminación

por hidrocarburos. Aunque la producción petrolífera

española no es muy importante todavía existe extracción

de hidrocarburos en varias plataformas, casi todas

marinas.

Efectos sobre la flora y la fauna: Cuando se produce un

vertido, el primer efecto que se detecta es que aparecenaves ―petroleadas‖. Las aves, al cubrir su plumaje con

aceites e hidrocarburos, pierden la capacidad protectora y

aislante con lo que en la mayoría de los casos mueren por

hipotermia. Las aves que han estado en contacto con el

petróleo también pueden perder su flotabilidad y su

capacidad de vuelo

Figura Nº 4





Figura Nº5

.

La falta de luz provocada por la película de fuel oil reduceel aporte de oxígeno al ecosistema marino. Además,

estas manchas contaminan o matan al plancton, formado

por multitud de pequeños organismos que viven cerca de

la superficie y que constituyen la base de toda la cadena

alimentaria.

Aunque el impacto agudo es más bien de tipo físico, al

impedir la capa de hidrocarburos acumulada el paso de la

luz y el oxígeno, hay que considerar la aparición de

efectos eco toxicológicos a medio largo plazo. Estos

pueden ser derivados de la presencia de sustancias

tóxicas en el petróleo o a la aparición de otras sustancias

de degradación de éstas que pueden ser más peligrosas.

El petróleo contiene una gran colección de sustancias

contaminantes que son tóxicas para la fauna y el ser

humano. Entre ellas se encuentran algunos compuestos

orgánicos volátiles (COVs), hidrocarburos aromáticos

policíclicos (PAHs) o metales pesados.

La fauna sufre efectos tóxicos por exposiciones. Por

inhalación de gases que se desprenden cuando el

hidrocarburo se está volatilizando; por ingestión, al





contaminar la cadena alimentaria; y por contacto dérmico.

Los vapores que se desprenden pueden dañar el sistema

nervioso central de los animales, el hígado y los

pulmones. Pueden provocar efectos muy graves en el

sistema respiratorio y sobre la piel. A través de la

ingestión de petróleo, pueden perder la capacidad de

alimentarse o digerir por daños celulares en el tracto

intestinal. Algunos estudios muestran incluso, que, a largo

plazo, pueden aparecer afecciones reproductivas.

En consecuencia, la contaminación por hidrocarburos

tiene un impacto directo sobre la pesca y el marisqueo y,por tanto, en la economía y en la seguridad alimentaria.

Efectos en el Hombre: Las más preocupantes son los

PAHs y sus derivados. Los PAHs se consideran

compuestos orgánicos persistentes, ya que su estructura

molecular es muy estable, por lo que pueden permanecer

en el medioambiente durante largos periodos de tiempo.Presentan una baja solubilidad en agua, pero en cambio

son liposolubles y pueden acumularse en los tejidos

grasos de los organismos (bioacumulación)

incrementando de esta forma su peligrosidad.

Los principales impactos de los PAHs en la salud humana

se centran en sus propiedades genotóxicas, es decir,

causan daños al material genético pudiendo generarefectos mutagénicos y promover el desarrollo de tumores

(carcinogénesis). De hecho, estudios epidemiológicos

realizados tras accidente como el Prestige ha confirmado

estos efectos sobre la salud humana.

Aunque los compuestos más estudiados han sido los

PAHs, no hay que infravalorar la peligrosidad de sus





derivados alquílicos. Éstos son más persistentes que los

primeros y en algunas ocasiones también más tóxicos.

La alquilación de los PAHs (la introducción de una cadena

de hidrocarburo en una molécula orgánica, en este caso

de PAH) disminuye la solubilidad en agua pero

incrementa su concentración en tejidos grasos y por lo

tanto su bioacumulación.

Las vías de exposición a hidrocarburos aromáticos son

tres: respiratoria, dérmica y digestiva. Durante las labores

de limpieza son la respiratoria y la dérmica. Entre losefectos inmediatos que puede causar la inhalación de los

vapores que se desprenden de este fuel están los daños

pulmonares y la depresión transitoria del sistema nervioso

central. A través de la piel, aunque los efectos inmediatos

no son de extrema gravedad, puede producir irritación,

dermatitis. Igualmente, se pueden absorber PAHs, dada

su liposolubilidad, y a largo plazo fomentar el desarrollode cáncer de piel.

La contaminación por metales pesados y por partículas es

también muy característica de las zonas industriales

donde existe procesado de hidrocarburos. Las emisiones

de PM10 disminuyen la calidad del aire e incrementan las

afecciones respiratorias.

1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cuáles son las aplicaciones de la transferencia de calor

en los procesos petrolíferos?





1.4 OBJETIVOS

1.4.1. OBJETIVOS GENERALES

Conocer e identificar la transferencia de calor dentro

de un proceso petrolífero.

Determinar los procesos petrolíferos los cuales formen

parte de la problemática medioambiente en nuestro

país.

1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Dar a conocer el grado de contaminación que producen

estos procesos petrolíferos en la región amazónica.

Conocer experiencias y modelos de los procesos

petrolíferos más eficientes que se realicen en el

extranjero y se puedan aplicar en nuestro país.

1.5 HIPÓTESIS

Recopilamos una serie de información y datos para poder

determinar la aplicación de calor en procesos petrolíferos, ya

que se usan en diferentes proceso industriales calentando o

enfriando un fluido que es de vital eficacia para todo fase de

producción.

El proceso de experimentación ha sido desarrollado a lo largodel trabajo, confirmando nuestra hipótesis como verdadera, ya

que es algo real y aplicable a todos los campos de

transferencia de calor.

1.6 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Actualmente, las crisis energéticas han llevado a buscar

cualquier diseño en la maximización de recuperación de calor

dentro del mismo proceso y minimización de uso de servicios





auxiliares, para el ahorro de energía, aunque no es una tarea

fácil.

1.7 MARCO TEÓRICO

1.7.1 TRANSFERENCIA DE CALOR

Se define como el proceso por el que se intercambia energía

en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes

partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El

calor se transfiere mediante convección, radiación oconducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar

simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos

predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se

transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente

por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un

quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y

la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.

Figura N° 5

El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por

convección y por radiación. La conducción es la transferencia

de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa

de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el

fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de





moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una

tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior

esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia

de calor por radiación electromagnética (generalmente

infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego

calienta la habitación.

1.7.2 CONDUCCIÓN

En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la

conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica,

de forma que aumente su temperatura, el calor se transmitehasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en

su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en

los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento

de los electrones libres que transportan energía cuando existe

una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los

buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos

conductores del calor. En 1822, el matemático francés JosephFourier dio una expresión matemática precisa que hoy se

conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley

afirma que la velocidad de conducción de calor a través de un

cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al

gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el signo

cambiado).

El factor de proporcionalidad se denomina conductividad

térmica del material. Los materiales como el oro, la plata o el

cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen

bien el calor, mientras que materiales como el vidrio o el

amianto tienen conductividades cientos e incluso miles de

veces menores; conducen muy mal el calor, y se conocen

como aislantes. En ingeniería resulta necesario conocer la

velocidad de conducción del calor a través de un sólido en el





que existe una diferencia de temperatura conocida. Para

averiguarlo se requieren técnicas matemáticas muy complejas,

sobre todo si el proceso varía con el tiempo; en este caso, se

habla de conducción térmica transitoria. Con la ayuda de

ordenadores (computadoras) analógicos y digitales, estos

problemas pueden resolverse en la actualidad incluso para

cuerpos de geometría complicada.

Figura N° 6

1.7.3 CONVECCIÓN

Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un

líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un

movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una

parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El

movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se

calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de

volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el

campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso

asciende, mientras que el fluido más frío y más denso

desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a

la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina

convección natural. La convección forzada se logra sometiendo

el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su

movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos.





Figura N° 7

Supongamos, por ejemplo, que calentamos desde abajo una

cacerola llena de agua. El líquido más próximo al fondo se

calienta por el calor que se ha transmitido por conducción a

través de la cacerola. Al expandirse, su densidad disminuye y

como resultado de ello el agua caliente asciende y parte del

fluido más frío baja hacia el fondo, con lo que se inicia un

movimiento de circulación. El líquido más frío vuelve a

calentarse por conducción, mientras que el líquido más caliente

situado arriba pierde parte de su calor por radiación y lo cede al

aire situado por encima. De forma similar, en una cámara

vertical llena de gas, como la cámara de aire situada entre los

dos paneles de una ventana con doble vidrio, el aire situado

junto al panel exterior —que está más frío— desciende,

mientras que al aire cercano al panel interior —más caliente—

asciende, lo que produce un movimiento de circulación.

El calentamiento de una habitación mediante un radiador no

depende tanto de la radiación como de las corrientes naturales

de convección, que hacen que el aire caliente suba hacia el

techo y el aire frío del resto de la habitación se dirija hacia el

radiador. Debido a que el aire caliente tiende a subir y el aire

frío a bajar, los radiadores deben colocarse cerca del suelo (y

los aparatos de aire acondicionado cerca del techo) para que la





eficiencia sea máxima. De la misma forma, la convección

natural es responsable de la ascensión del agua caliente y el

vapor en las calderas de convección natural, y del tiro de las

chimeneas. La convección también determina el movimiento de

las grandes masas de aire sobre la superficie terrestre, la

acción de los vientos, la formación de nubes, las corrientes

oceánicas y la transferencia de calor desde el interior del Sol

hasta su superficie.

1.7.4 RADIACIÓN

La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a laconducción y la convección: las sustancias que intercambian

calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar

separadas por un vacío. La radiación es un término que se

aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados

con ondas electromagnéticas. Algunos fenómenos de la

radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero

la única explicación general satisfactoria de la radiaciónelectromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein

sugirió que la radiación presenta a veces un comportamiento

cuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta

como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como

ondas. La naturaleza cuántica de la energía radiante se había

postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en

1900 el físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y elformalismo matemático de la mecánica estadística para derivar

una ley fundamental de la radiación. La expresión matemática

de esta ley, llamada distribución de Planck, relaciona la

intensidad de la energía radiante que emite un cuerpo en una

longitud de onda determinada con la temperatura del cuerpo.

Para cada temperatura y cada longitud de onda existe un

máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo

negro) emite radiación ajustándose exactamente a la ley de





Planck. Los cuerpos reales emiten con una intensidad algo

menor.

Figura N° 8

La contribución de todas las longitudes de onda a la energía

radiante emitida se denomina poder emisor del cuerpo, y

corresponde a la cantidad de energía emitida por unidad de

superficie del cuerpo y por unidad de tiempo. Como puede

demostrarse a partir de la ley de Planck, el poder emisor de

una superficie es proporcional a la cuarta potencia de su

temperatura absoluta. El factor de proporcionalidad se

denomina constante de Stefan-Boltzmann en honor a dos

físicos austriacos, Joseph Stefan y Ludwig Boltzmann que, en

1879 y 1884 respectivamente, descubrieron esta

proporcionalidad entre el poder emisor y la temperatura. Según

la ley de Planck, todas las sustancias emiten energía radiante

sólo por tener una temperatura superior al cero absoluto.Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la cantidad de

energía emitida. Además de emitir radiación, todas las

sustancias son capaces de absorberla. Por eso, aunque un

cubito de hielo emite energía radiante de forma continua, se

funde si se ilumina con una lámpara incandescente porque

absorbe una cantidad de calor mayor de la que emite.

Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiaciónincidente. Generalmente, las superficies mates y rugosas





absorben más calor que las superficies brillantes y pulidas, y

las superficies brillantes reflejan más energía radiante que las

superficies mates. Además, las sustancias que absorben

mucha radiación también son buenos emisores; las que reflejan

mucha radiación y absorben poco son malos emisores. Por

eso, los utensilios de cocina suelen tener fondos mates para

una buena absorción y paredes pulidas para una emisión

mínima, con lo que maximizan la transferencia total de calor al

contenido de la cazuela.

Algunas sustancias, entre ellas muchos gases y el vidrio, son

capaces de transmitir grandes cantidades de radiación. Seobserva experimentalmente que las propiedades de absorción,

reflexión y transmisión de una sustancia dependen de la

longitud de onda de la radiación incidente. El vidrio, por

ejemplo, transmite grandes cantidades de radiación ultravioleta,

de baja longitud de onda, pero es un mal transmisor de los

rayos infrarrojos, de alta longitud de onda. Una consecuencia

de la distribución de Planck es que la longitud de onda a la queun cuerpo emite la cantidad máxima de energía radiante

disminuye con la temperatura. La ley de desplazamiento de

Wien, llamada así en honor al físico alemán Wilhelm Wien, es

una expresión matemática de esta observación, y afirma que la

longitud de onda que corresponde a la máxima energía,

multiplicada por la temperatura absoluta del cuerpo, es igual a

una constante, 2.878 micrómetros-Kelvin. Este hecho, juntocon las propiedades de transmisión del vidrio antes

mencionadas, explica el calentamiento de los invernaderos. La

energía radiante del Sol, máxima en las longitudes de onda

visibles, se transmite a través del vidrio y entra en el

invernadero. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del

interior del invernadero, predominantemente de longitudes de

onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se transmiten

al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del





aire en el exterior del invernadero sea baja, la temperatura que

hay dentro es mucho más alta porque se produce una

considerable transferencia de calor neta hacia su interior.

Además de los procesos de transmisión de calor que aumentan

o disminuyen las temperaturas de los cuerpos afectados, la

transmisión de calor también puede producir cambios de fase,

como la fusión del hielo o la ebullición del agua. En ingeniería,

los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de

forma que aprovechen estos fenómenos. Por ejemplo, las

cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra avelocidades muy altas están dotadas de un escudo térmico que

se funde de forma controlada en un proceso llamado ablación

para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula.

La mayoría del calor producido por el rozamiento con la

atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en

aumentar la temperatura de la cápsula.

1.8 MARCO LEGAL

Actualmente las compañías petroleras en el Perú extraen

petróleo crudo, principalmente, de dos regiones del país.

1) La región costera/marítima en el noreste peruano

2) La selva húmeda amazónica en el noresteLa selva amazónica es un ecosistema frágil con suelos

delgados, altamente erosionables, un alto nivel de precipitación

anual, numerosas fuentes de aguas superficiales y una gran

diversidad de vida acuática en los ríos y corrientes de la región.

La industria petrolera enfrenta muchos problemas ambientales

entre ellos.

a. El control de la descarga de contaminantes en la atmósfera.





b. El control de la descarga de contaminantes en aguas

superficiales

c. La reinyección de agua de formación en agua subterráneas y

d. El manejo de residuos sólidos y peligrosos.

Establece el nuevo marco regulatorio que busca el equilibrio

dinámico entre el desarrollo de actividades de hidrocarburos, la

libre competencia y la conservación de los recursos naturales y

del ambiente, con la finalidad de lograr de la persona humana y

el desarrollo nacional.

Leyes del sector:

Ley N° 28661 .- ―Ley General Del Ambiente‖

Ley N° 26221.- (20/08/93) Ley Orgánica de Hidrocarburos

Decreto Supremo N° 042-2005-EM (14/10/05).- Aprueban

Texto Único Ordenado de la Ley Orgánica de

Hidrocarburos.

Ley N°26834 ―Ley De Áreas Naturales Protegidas‖ Ley N° 26839 ―Ley Sobre La Conservación Y

Aprovechamiento Sostenible De La Diversidad Biológica‖

Reglamentos y normas

Ley N°28054 ―Reglamento De La Ley De Promoción Del

Mercado De Biocombustible‖

D.S. N° 065-2006-EM ―Reglamento De Protección

Ambiental En Las Actividades De Hidrocarburos‖ D.S. N° 055-93-EM ―Reglamento De Las Actividades De

Exploración Y Explotación De Hidrocarburos‖

D.S. N° 052-2003-EM ―Reglamento De Seguridad Para El

Almacenamiento De Hidrocarburos‖

D.S. Nº 019- 98-MTC ―Reglamento De Normas Para La

Refinación De Hidrocarburos‖

D.S. Nº 26-94-EM ―Reglamento De Seguridad Para

Transporte De Hidrocarburos‖





CAPÍTULO II

METODOLOGÍA





2.1 MÉTODOS

El presente trabajo se ha estructurado a base de 4

métodos generales, ya que para hablar de “Las

aplicaciones de la transferencia de Calor en los procesos

Petrolíferos” se debe primero tener en claro las

definiciones, así como la morfología de este concepto.

Así pues este trabajo tiene los siguientes pasos:

2.1.1 MÉTODO DE LA OBSERVACIÓN

Para nuestro trabajo lo ideal hubiese sido ideal visitar

empresas de servicios petroleros lo cual no se pudo

hacer debido al tiempo para visitar dichos lugares por lo

cual nos basamos en artículos y fotografías que nos

brindó ciertas tesis referidas al tema, lo cual nos sirvió

de abundante apoyo.

2.1.2 MÉTODO INDUCTIVO:

Se partió de una información generalizada, una

definición general, como es las ―Las aplicaciones de la

transferencia de Calor en los procesos Petrolíferos” .

Mediante encuestas conocer el nivel de conocimiento

respecto a este tema entre personas preparadas y/oletradas académicamente a este tema.

2.1.3 MÉTODO DEDUCTIVO:

Se analizó parte por parte la información obtenida y se

examinó si éste se ajusta a la realidad de nuestro país

para así llegar a una conclusión particular.





2.1.4 MÉTODO ANALÍTICO:

Se ha fragmentado la ―Las aplicaciones de la transferencia de Calor en los procesos Petrolíferos” en

sus pilares (elementos), y estudiado cada uno de ellos

en forma particular para así conocer las causas, efectos

y las soluciones.

2.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACION

Este trabajo de investigación tiene, aparte de la revisión

bibliográfica, las siguientes técnicas:

Encuestas

Entrevistas

2.2.1 ENCUESTA

Para realizar la encuesta, primero se definió como

objetivo general, el objetivo es saber si los futuros

profesionales están informados sobre este tema,

además conocer sobre el tipo de calidad de los procesos

aplicados actualmente, y su rentabilidad, lo cual nos

permitió analizar al detalle los factores que inciden en la

escasez de avances y alternativas.

Como segunda parte se eligió el marco de la encuesta,

la cual teníamos 2 opciones: Si era Muestreo por

conglomerado o por Muestreo por Cuotas. Se eligió la

primera, ya que podíamos seleccionar varios grupos de

personas:





Es por ello que se definió solo 1 bloque, los estudiantes

de la carrera de ingeniería Industrial de la Universidad

Nacional mayor de San Marcos.

Estos datos arrojan una muestra de 100 encuestas para

poder hacer viable nuestra investigación.

El trabajo de toma de encuestas se dividió entre todos

los integrantes del grupo, dependiendo de sus horarios,

se dividió de la siguiente forma:

Entrevistador

Nº

Encuestas

a realizar

CarranzaTtarazona, Chriss 10

Barrueta Arizabal Majorie 10

Calderon Figueroa Edder 10

Castillo Liñan Jhon 10Fuentes Polar William 10

Granda Romero Fabiola 10

Mostacero Perales Miguel 10

Orihuela Cagalaya Marianelly 10

Ramos Hidalgo cesar 10

Vargas Baca Jenry 10

TOTAL 100Cuadro Nº 1: El trabajo de toma de encuestas

2.2.2 DISEÑO DEL CUESTIONARIO

La función del cuestionario consiste en:

Colocar a todos los entrevistados en la misma

situación psicológica, es decir, ser objetivo, y





Facilitar el examen y la comparación de las

respuestas.

2.2.3 FUNCIÓN DE LAS PREGUNTAS

Trasladar los objetivos del estudio a un lenguaje

familiar para los entrevistados y

Ayudar a conseguir un alto nivel de motivación en el

entrevistado para que colabore.

2.2.4 OBJETIVO:

Clasificar la información

2.2.5 FORMULACIÓN DE PREGUNTAS:

Palabras sencillas, claras y de un solo significado

2.2.6 FORMATO DE RESPUESTA:

Cerrada

2.2.7 TRABAJO DE CAMPO:

Se realizo en el campus de la Universidad Nacional

Mayor de San Marcos, en un periodo de 5 días, logrando

llegar a la cantidad especificada en la muestra de

nuestra población, de 100 encuestas.





2.3 ENCUESTA

1. ¿Conoce algún proceso de transferencia de calor que se

emplea en la industria petrolera?

2. ¿Qué procesos de transferencia de calor conoce usted?

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Conducción

Convección

Radiación

Mecanismos

Simultaneos

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

1

Si (85%)

No(6%)

No sabe/ No

opina(9%)





3. ¿Existe contaminación ambiental por este tipo de proceso?

4. ¿Califica que los procesos de transferencia de calor son

rentables para la industria y/o medio ambientes?

5. ¿Qué tipo de transferencia de calor cree usted que es el más

contaminante?

0.00%

10.00%20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

1

Si (60%)

No(35%)

No sabe/ Noopina(5%)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Conducción

Convección

Radiación

Mecanismos

Simultaneos

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

1

Si (76.%)

No(21.%)

No sabe/ No opina(3%)





6. Considera que la adopción de medidas en cuanto a la

protección del medio ambiente, utilizados en los procesos

de transferencia de calor son suficientes para asegurar la

seguridad ambiental?

7. ¿Considera que los organismos encargados en el control de

seguridad ambiental son suficientes?

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

1

Si (62%)

No(36%)


0.00%

20.00% 40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

1

Si (10%)

No(88%)






8. ¿Conoce algún método o avance tecnológico eficiente para

reemplazar los procesos de transferencia de calor?

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

1

Si (5%)

No(92%)






CAPÍTULO IIIINGENIERIA





3.1 INTERCAMBIADORES DE CALOR SOLDADOS

BLOCK

El Intercambiador de Calor soldado Block de WCR es la

última innovación en intercambiadores de calor

compactos soldados.

El equipo consiste en la transferencia placas soldadas

corrugadas de acero inoxidable o otro material apropiado.

El marco consta de cuatro columnas, las cabezas superiore inferior y cuatro paneles con las conexiones. El diseño

totalmente atornillado permite el desmontaje rápido de la

estructura de acero para un fácil acceso al centro para la

limpieza, mantenimiento, reparación o reemplazo.

Sin juntas entre las placas, los problemas relacionados

con intercambiadores de calor de placas, tales como lacompatibilidad de las juntas, la temperatura y presión, se

eliminan.

El Block de WCR tiene tres corrugaciones de placa:

patrón de Chevron para la transferencia de calor más

eficiente, patrón del hoyuelo de una brecha de 3 mm y el

patrón claro horizontalmente para los lodos deaplicaciones de tipo de lodos. Las corrugaciones

especiales resultan a actuaciones de transferencia de

calor similar a la del intercambiador de calor a placas con

empaques.





Imagen N° 9 Intercambiadores de calor soldados

Block

Aplicaciones:

Petróleo y Gas- Intercambiadores TGE, intercambiadores aminee, el

crudo / refrigeradores de aceite de ventas,

condensadores de sobrecarga

Las solicitudes de refinería

- Alimentación / intercambiadores inferiores,

condensadores despojados, intercambiadores de aguaproducida

Industria Farmacéutica

- Condensadores de sobrecarga, calentadores,

refrigeradores

Química / Petroquímica





- Calentadores / enfriadores, intercambiadores,

condensadores

Automotor.

- Acabados metálicos, calentadores, refrigeradores,

calentadores de imprimación

Industria de Pulpa y Papel

- Refrigeradores clorato de licor, extractor de

recuperación de condensador, calentadores de aceite

térmico

Industria siderúrgica

- El petróleo extractor de intercambiadores, calentadores

de aceite

Especificaciones:

Presiones de hasta 450 psig

Temperaturas de hasta 600 ° F Superficie máxima de hasta 3.440 pies cuadrados

Las tasas máximas de flujo de hasta 17.000 GPM

Enfoque de temperaturas de 5 ° F -Disponible en 316L,

Titanio, Hastelloy Avesta 254 SMO, Incoloy 825, níquel

200, Monel, tántalo

Limpieza mecanica en ambos lados

El diseño compacto requiere poco espacio

3.2 INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACA Y

SHELL

Los intercambiadores de calor de placa y Shell están

diseñados para económico rendimiento de transferencia

de calor y menor coste del ciclo de vida.





La versión única atornillada permite el desmontaje

rápido de la cáscara para un fácil acceso para la

limpieza, mantenimiento, reparación o reemplazo.

El diseño de la placa conjunta y soldadura son

resistentes y se ponen a prueba para numerosas

condiciones cíclicas. Material de la placa, la ausencia de

juntas y diseño mecánico/estructural permite su uso en

muchas aplicaciones agresivas.

El intercambiador de calor de placa y Shell de WCR

puede ser configurado para satisfacer las necesidades

de casi cualquier requisito de proceso en términos de

unidades de transferencia, la caída de presión, las

presiones y temperaturas de diseño, así como los

requisitos de la tubería.

El intercambiador de calor de placa y Shell de WCR escompacto, con bajo peso proporciona una huella

extremadamente pequeña.

Imagen N° 10 Intercambiador de Calor de Placa y Shell





Aplicaciones:

Petróleo y Gas

- TEG intercambiadores, intercambiadores aminee, el

crudo / refrigeradores de aceite de ventas,

condensadores de sobrecarga

Las solicitudes de refinería

- Intercambiadores, condensadores, intercambiadores de

agua producida Industria Farmacéutica.

- Condensadores de sobrecarga, calentadores,

refrigeradores

Química / Petroquímica

- Calentadores / enfriadores, intercambiadores,

condensadores

Desodorización de aceite vegetal- Refrigeradores, calentadores e intercambiadores

El aceite caliente / sistemas de aceite térmico

El amoníaco y otros Sistemas de refrigeración

Especificaciones: Diámetros del mural de 7,5 "a 39,30"

Placa de conexiones laterales de 3 / 4 "a 8"

Shell conexiones laterales de 3 / 4 "a 16"

Presiones de hasta 800 psig

Temperaturas de hasta 600 ° F

Superficie máxima hasta 2.900 pies cuadrados

Enfoque de temperaturas de 2 ° F





Disponible 316L, Titanio, Hastelloy, Avesta 254 SMO,

Incoloy 825, 200 de níquel, Monel

limpieza mecánica de forro del costado

El diseño compacto requiere poco espacio

3.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR A PLACAS

El tipo de intercambiador de calor de placas es el tipo más

económico y eficiente de intercambiador de calor en el

mercado con su bajo costo, flexibilidad, facilidad de

mantenimiento y alto rendimiento térmico. Las

corrugaciones de las placas de WCR están diseñadaspara lograr la turbulencia en el área de transferencia de

calor con el fin de obtener los más altos coeficientes de

transferencia de calor posible con la caída de presión más

baja posible y permitir a los enfoques temperatura

cercana.

Consiguiente, esto significa menor área de transferenciade calor, intercambiadores de calor más pequeño y, a

veces, menos intercambiadores de calor beneficiando al

cliente con necesidades de espacio menor, la reducción

de las tasas secundaria de flujo y bombas más pequeñas.

El intercambiador de placas de WCR se compone de una

serie de placas con juntas que se fija entre una barrasuperior de carga y una barra guía inferior. Las placas se

comprimen por medio de pernos de sujeción entre un

marco estático (La cabeza) y un marco móvil (El seguidor)

Los fluidos entran en el intercambiador de calor de placas

a través de conexiones estructurales y se distribuyen a las

placas. El flujo de pasajes entre las placas es controlada

por la alternancia de la colocación de juntas. Estos están





disponibles en habitaciones individuales y las unidades

multi-pasos, dependiendo de la aplicación.

Imagen N° 11 Intercambiadores de Calor a Placas

Eficiencia y Flexibilidad

Fácil de quitar y limpiar

Simplemente quite los pernos de sujeción y deslice poratrás la parte del marco móvil. Ahora el paquete de

placas puede ser inspeccionado, puede usar la presión

de limpieza, o eliminado para su reacondicionamiento si

es necesario.

Expandible

Una característica muy importante del intercambiador de

calor de placas es que es ampliable. El aumento de susnecesidades de transferencia de calor mediante simple

adición de placas en vez de comprar un nuevo

intercambiador de calor, ahorrando tiempo y dinero.

Alta Eficiencia

Debido a los patrones de presión en las placas y las

brechas en relación estrecha, turbulencia muy alta selogra a una velocidad relativamente baja de líquidos. Esto,





combinado con la lucha contra los resultados de flujo

direccional en los coeficientes de transferencia muy alta

de calor.

Tamaño compacto

Como resultado de la alta eficiencia, menor área de

transferencia de calor se requiere, resultando en un

intercambiador de calor mucho más pequeño que se

necesitarían para el mismo deber con otros tipos de

intercambiadores de calor. Normalmente, un

intercambiador de calor de placas requiere entre 20-40%de los espacio requerido por un intercambiador de calor

tubo & Shell.

Cierre de la temperatura Enfoque

Las mismas características que le dan al intercambiador

de calor de placas su alta eficiencia permiten también

llegar a temperaturas cercanas enfoque que esparticularmente importante en la recuperación de calor y

aplicaciones de regeneración. Temperaturas Enfoque de

1ºF son posibles

Múltiples Funciones en uno solo equipo

El intercambiador de calor de placas puede ser construido

en secciones, separadas con placas simples de divisor omás complicados cuadros con conexiones adicionales.

Esto hace que sea posible calentar, regenerar y enfriar un

líquido en un intercambiador de calor o calentar o enfriar

varios fluidos con el mismo enfriamiento o calentamiento

de origen.





Evite la contaminación cruzada

Cada medio es individualmente empacados con juntas y

como el espacio entre las juntas se ventila a la

atmósfera, la contaminación cruzada de los líquidos se

elimina.

Menos ensuciamiento

Turbulencia muy alta se alcanza como resultado de la

pauta de las placas, los puntos de muchos contactos, y

la separación estrecha entre las placas. Esto,

combinado con la superficie lisa de la placa reduce

considerablemente en comparación con incrustaciones

de otros tipos de intercambiadores de calor.

Costos más bajos

Altos coeficientes de transferencia de calor significa

menos área de transferencia de calor y intercambiadores

de calor menores, y as veces menos intercambiadores decalor. Esto y menores necesidades de espacio, las tasas

de flujos reducidos, y las bombas más pequeñas

Imagen N° 12

Mantenimiento al Intercambiador de Calor a Placas





Aplicaciones:

Petróleo

- Refinería - Enfriamiento de salmuera, el petróleo crudo /

intercambiador de agua, tratamiento de petróleo crudo /

intercambiador de petróleo crudo sin tratamiento.

- MTBE - Productos de calefacción, refrigeración y

intercambio, chaqueta de agua de refrigeración,

condensación.

- Alkylotion - Refrigeración, al enterarse de fluidos

corrosivos, condensador isobuteno y con un

intercambiador de reactor.- Petróleo y Gas - Enfriadores de agua de mar, el calor de

tratamiento de crudo de petróleo.

- Deshidratación / Disolución - Intercambiador de petróleo

crudo, agua / intercambiador de petróleo crudo,

intercambiador de agua, refrigeración del aceite crudo.

- Desulfurización - intercambiador de líquido magro y rico

y refrigeración, condensador de gases ácidos.- Procesamiento de hidrocarburos

- Metanol - pre-calientamento, refrigeración por agua, la

refrigeración de los productos líquidos.

- Óxido de propileno - refrigeración de Hidróxido de sodio,

refrigeración de la mezcla de reacción, recuperación de

calor del líquido del reactor de fondo.

- Glicol etileno - Producto de refrigeración, calefacción yalimentación del reactor del intercambiador.

- Óxido de etileno - intercambiador del ciclo rico y magro

del agua, enfriador del ciclo magro del agua.

- Etileno-propileno - Agua de refrigeración y calefacción,

condensadores de propileno, refrigeración de propileno,

precalentamiento de nafta.

-

Formaldehído - precalentamiento de metanol,enfriamiento de formol, enfriamiento de agua.





Polímero

- Fibras acrílicas - Calefacción y refrigeración de los

disolventes, la refrigeración del reactor.

- De nylon - refrigeración y calefacción del agua, la

refrigeración del sal de nylon, condensadores e

intercambiadores.

- Poliéster - refrigeración de Glicol, calefacción del

disolvente.

- Polietileno - Pelleter agua y sistemas de refrigeración de

agua.

- Poliol - calefacción y refrigeración del agua,alimentación del reactor de calefacción y refrigeración,

refrigeración de productos poliol, calefacción de la

mezcla de poliol.

- Polipropileno - Circulante, pellets, matercooling

refrigerados, condensadores y intercambiadores.

- PVC - Chaqueta del reactor de agua de refrigeración.

- Viscosa - Calefacción y Refrigeración de NaOH, laviscosa y acides diferentes, calefacción de la solución

de giro del baño.

3.4 PROCESOS PETROQUÍMICOS

Además de los combustibles, del petróleo se obtienen

derivados que permiten la producción de compuestos

químicos que son la base de diversas cadenasproductivas que terminan en una amplia gama de

productos conocidos genéricamente como productos

petroquímicos, que se utilizan en las industrias de

fertilizantes, plásticos, alimenticia, farmacéutica, química y

textil, entre otras.

Las principales cadenas petroquímicas son las del gasnatural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y





la de los aromáticos. La cadena del gas natural se inicia

con el proceso de reformación con vapor por medio del

cual el metano reacciona catalíticamente con agua para

producir el llamado gas de síntesis, que consiste en una

mezcla de hidrógeno y óxidos de carbono. El

descubrimiento de este proceso permitió la producción a

gran escala de hidrógeno, haciendo factible la producción

posterior de amoníaco por su reacción con nitrógeno,

separado del aire. El amoníaco es la base en la

producción de fertilizantes.

También a partir de los componentes del gas de síntesis

se produce metanol, materia prima en la producción de

metil-terbutil-éter y teramil-metil-éter, componentes de la

gasolina; otra aplicación es su uso como solvente en la

industria de pinturas.

La cadena del etileno se inicia a partir del etanorecuperado del gas natural en las plantas criogénicas, el

cual se somete a un proceso de descomposición térmica

para producir etileno principalmente, aunque también se

forma hidrógeno, propano, propileno, butano, butilenos,

butadieno y gasolina pirolítica. Del etileno se producen un

gran número de derivados, como las diferentes clases de

polietilenos cuyas características dependen del procesode polimerización; su aplicación se encuentra en la

producción de plásticos, recubrimientos, moldes, etc.

Por otro lado, el etileno puede reaccionar con cloro para

producir dicloroetano y posteriormente monómero de

cloruro de vinilo, un componente fundamental en la

industria del plástico, y otros componentes clorados de

uso industrial. La oxidación del etileno produce oxido de





etileno y glicoles, componentes básicos para la

producción de poliéster, así como de otros componentes

de gran importancia para la industria química, incluyendo

las resinas PET (poli etilén tereftalato), actualmente

usadas en la fabricación de botellas para refresco,

medicinas, etc. El monómero de estireno, componente

fundamental de la industria del plástico y el hule sintético,

se produce también a partir del etileno, cuando éste se

somete, primero a su reacción con benceno para producir

etilbenceno y después a la deshidrogenación de este

compuesto. El acetaldehído, componente básico en laproducción de ácido acético y otros productos químicos,

también se produce a partir del etileno.

Otra olefina ligera, el propileno, que se produce ya sea

por deshidrogenación del propano contenido en el gas LP,

como subproducto en las plantas de etileno o en las

plantas de descomposición catalítica fluida FCC derefinerías, es la base para la producción de polipropileno

a través de plantas de polimerización. Otro producto

derivado del propileno y del amoníaco es el acrilonitrilo,

de importancia fundamental en la industria de las fibras

sintéticas. Del propileno se puede producir alcohol

isopropílico de gran aplicación en la industria de solventes

y pinturas, así como el óxido de propileno; otros derivadosdel propileno son el ácido acrílico, la acroleína,

compuestos importantes en la industria del plástico.

Como derivado de la deshidrogenación de los butenos o

bien como subproducto del proceso de fabricación del

etileno, se obtiene el 1,3 butadieno, que es una materia

prima fundamental en la industria de los elastómeros,

llantas para toda clase de vehículos, juntas, sellos, etc.





Una cadena fundamental en la industria petroquímica se

basa en los aromáticos (benceno, tolueno y xilenos). La

nafta virgen obtenida del petróleo crudo contiene

parafinas, nafténicos y aromáticos en el intervalo de 6 a 9

átomos de carbono. Esta fracción del petróleo, después

de un hidrotratamiento para eliminar compuestos de

azufre, se somete al proceso de Reformación BTX, el cual

promueve fundamentalmente las reacciones de ciclización

de parafinas y de deshidrogenación de nafténicos, con lo

cual se obtiene una mezcla de hidrocarburos rica en

aromáticos. Estos componentes se separan, primero delresto de los hidrocarburos a través de un proceso de

extracción con solvente, y después entre ellos, por medio

de diversos esquemas de separación. En procesos

ulteriores se ajusta la proporción relativa de los

aromáticos a la demanda del mercado, por ejemplo,

convirtiendo tolueno en benceno por hidrodealquilación, o

bien en la isomerización de xilenos, para aumentar laproducción de orto-xileno.

Otro proceso fundamental es la desproporcionalización de

los aromáticos pesados para incrementar la producción

de benceno, tolueno y xilenos. Una vez separados los

aromáticos, se inicia la cadena petroquímica de cada uno

de ellos. El benceno es la base de producción deciclohexano y de la industria del nylon, así como del

cumeno para la producción industrial de acetona y fenol;

el tolueno participa de una forma importante en la

industria de los solventes, explosivos y en la elaboración

de poliuretanos. Los xilenos son el inicio de diversas

cadenas petroquímicas, principalmente la de las fibras

sintéticas.





Cuadro No. 1 Procesos de la Industria del petróleo basados enla separación física de componentes aprovechando diversosprincipios como los siguientes:

Proceso Agente Ejemplos de aplicacionesDestilación Adición/remoción

de calorSeparación del petróleo crudo ensus destilados.

Absorción Solvente Eliminación de CO2 y H2Shidrocarburos líquidos y gaseosos.

Adsorción Absorbente Separación de parafinas normalese isoparafinas.

Cristalización Remoción decalor

Eliminación de parafinas en elproceso de producción de

lubricantes.Filtración Material filtrante Remoción de sólidos en corrientes

de carga y en productos refinados.

Agotamiento Gas de arrastre Recuperación de hidrocarburos decatalizador recirculado en plantasFCC.

Permeación Membranas Recuperación de hidrógeno decorrientes gaseosas.

3.5 CRACKING DEL PETRÓLEO

La desintegración o "cracking" del petróleo consiste en la

ruptura o descomposición de hidrocarburos de elevado

peso molecular, como los contenidos en las fracciones de

alto punto de ebullición del petróleo crudo, en compuestos

de menor peso molecular, de punto de ebullición más bajo

Se pueden distinguir, básicamente, dos tipos de

"cracking", el térmico y el catalítico.

En el proceso antiguo del "cracking" térmico se empleaba

una carga pesada (compuestos de alto peso molecular),

temperaturas relativamente bajas y presiones altas. En el

proceso moderno se usan cargas ligeras líquidas o

gaseosas, temperaturas elevadas (800-900 ºC) y





presiones bajas. Se utiliza principalmente para la

obtención de olefinas a partir de naftas.

El "cracking" catalítico tiene lugar a temperaturas entre

450 y 550 ºC en presencia de catalizadores, los cuales

realizan una acción selectiva que orienta la reacción de

ruptura en un sentido perfectamente determinado, con lo

que se evitan muchas reacciones secundarias

indeseadas. Se utiliza principalmente para la obtención de

hidrocarburos saturados de cadena corta a partir de otros

de cadena más larga.

El craqueo es un proceso químico por el cual se quiebran

moléculas de un compuesto produciendo así compuestos

más simples.

figuraNo13

Refinería de Shújov de craqueo, Bakú, URSS, 1934.El procedimiento original, todavía en uso, empleaba calor

y presión y se denomina ―craqueo térmico‖ a una

temperatura de 850-900 °C ("Shújov de craqueo").

Después se ideó un nuevo método: ―craqueo catalítico‖ a

una temperatura de 450-500 °C, que utiliza un catalizador

(sustancia que determina en otras cambios químicos sin

modificarse ella misma). En el caso de este tipo de

craqueo, el catalizador (como Al2O3 o SiO2) es una

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Russian_Cracking.jpg





especie de arcilla que puede darse en forma de terrones,

píldoras, granos pequeños o como un polvo superfino y

cuya acción desintegradora sumada a la del calor y la

presión, favorece el fraccionamiento en componentes más

livianos y produce más y mejor compuesto como

resultado.

Una modalidad moderna de craqueo catalítico del

petróleo es el proceso fluido. Este utiliza un ―fluid cat

cracker‖, que es una máquina de, en algunos casos,

hasta sesenta metros de altura. A lo largo de kilómetrosde tuberías y reactores circulan a elevadas temperaturas

grandes cantidades de vapor, aire y catalizador

pulverizado. A determinada altura de la operación los

finísimos granos del catalizador se revisten del carbón

separado del petróleo, y dejan entonces de actuar

mediante la acción de un regenerador; sin embargo, se

quema y consume el carbón, el catalizador quedanuevamente en condiciones de funcionar seguidamente

una y otra vez.

En el proceso fluido el catalizador es tan fino que cuando

es agitado en mezcla con aire u otros gases, aumenta su

volumen y fluye como un líquido pudiendo así ser

controlado por válvulas. Este modo de trabajar con unasustancia sólida como si se tratara de un fluido ha

constituido un progreso de las labores de refinería.

El craqueo del petróleo permite obtener de un barril de

petróleo crudo una cantidad dos veces mayor que la

extraída por simple destilación. Actualmente es un

procedimiento fundamental para la producción de

gasolina de alto octanaje.





CAPÍTULO IV

PROPUESTAS, RECOMENDACIONES Y

CONCLUSIONES





4.1 PROPUESTAS

4.1.1 INTERCAMBIADORES DE CALOR ESPIRALES

Utilizan a los intercambiadores de calor espirales de Tranter HES

para una gran variedad de usos de la industria, especialmente

para las industrias de proceso. Como resultado de la flexibilidad

del diseño adaptado por encargo, pueden ser utilizados como los

calentadores, los refrigeradores, los interchangers, los

condensadores y evaporadores.

Figura No 14

Los intercambiadores de calor espirales se adaptan ideal para

manejar los líquidos "difíciles", tales como líquidos de los lodos,

de las mezclas, el heavyfouling, viscosos y/o partícula-cargados,

pero también donde los líquidos tienen que condensar o

evaporarse en las gotas de presión baja. Cada cambiador de calor

espiral es un producto por encargo y puede ser hecho de

cualquier material frío-realizable y soldable.

Capacidades espirales del cambiador de calor:

Espaciamientos de canal 5 milímetros 70 milímetros

Anchura del canal 50 milímetros 2000 milímetros





Superficie por la unidad 0.1 m ² 800 m ²

Grueso de la bobina 2 milímetros 8 milímetros

Barra del vacío 60 de la presión del diseño

°C del °C 450 de la temperatura -100 del diseño

El concepto de un cambiador de calor espiral es tan simple como

es sofisticado. Dos o cuatro tiras de metal largas, sobre las cuales

el espaciador tachona se sueldan con autógena, se hieren

alrededor de una base, así creando dos o cuatro canales

equidistantes del solo-paso. La forma concéntrica de los fluir-

pasos y los pernos prisioneros crean turbulencia ya en losnúmeros de Reynolds bajos. Optimizando el traspaso térmico del

patrón de flujo es realzado, mientras que se reduce el ensuciar.

Esto da lugar a un acuerdo y a una construcción del ahorro de

espacio que se puedan integrar fácilmente en cualquier planta y

reduce costes de la instalación.

4.1.2 INTERCAMBIADORES DE CALOR DE TIPO CASCO YTUBOS

Figura No15

Los Intercambiadores de Calor están construidos por lo general

bajo las normas TEMA Y ASME VII en lo referido a condiciones

http://www.mapesa.cl/intercambiadores/intercambiadores-de-calor-tipo-casco-y-tubos


http://www.mapesa.cl/wp-content/uploads/2009/01/imag0020.jpg







mecánicas y se observan para sus soldaduras los dictados de

ASME IX o AWS.

Las características constructivas y materiales seleccionados

dependerán de las condiciones operativas y de los fluidos que

intervienen en el proceso.

Los tubos son mandrilados o soldados a las placas porta-tubos,

según los requerimientos, las placas pueden ser fijas o flotantes.

Los cabezales son desmontables y los haces tubulares pueden

ser fijos o extraíbles.

4.1.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR COMPACTOS

Figura No16

El calentamiento global es una preocupación principal hoy. Hay

una creciente preocupación en la industria para reducir tanto el

uso de energía como las emisiones de CO2 asociadas. Entre las

medidas a tomar en la industria podemos mencionar las acciones

que pueden llevarse a cabo para recuperar la energía del proceso

y mejorar de esta forma el uso eficiente de la energía. Esto nosólo reduce el coste del suministro de energía primaria y

disminuye las emisiones de CO2, sino que también proporciona

beneficios en términos de reducción del rechazo de calor, en el

equipo asociado y en los costes de operación. Al hacer tales

inversiones, también es importante maximizar el retorno financiero

y que no se pierdan las oportunidades existentes de ahorro

energético y reducción de emisiones. En este artículo

consideramos el uso de intercambiadores de calor compactos





(CHEs) para mejorar la recuperación de calor, ya que estos

equipos a menudo alcanzan altos niveles de ahorro comparando

con los sistemas convencionales.

El tipo dominante de intercambio de calor en las plantas de

proceso hoy es el de tubo y carcasa. En muchos casos, es una

selección apropiada para el servicio requerido, pero en otras se

eligen simplemente por ―defecto‖, sin consideraciones

alternativas. Si el ingeniero se abre a tecnologías alternativas,

tales intercambiadores de calor compactos, muchas

especificaciones de intercambio de calor parecen diferentes.

Hay muchos tipos diferentes de intercambiadores de calor

compactos. El más común es el intercambiador de calor de placa

y carcasa encamisado. Todos los CHEs usan placas corrugadas

entre el medio de calentamiento y enfriamiento. El diseño

proporciona las ventajas de alta turbulencia, altos coeficientes de

transferencia de calor y resistencia de fouling altas. Loscoeficientes de transferencia de calor permiten áreas de

transferencia de calor más pequeñas en comparación.





4.2 CONCLUSIONES

La destilación es un proceso fundamental en la industria de

refinación del petróleo, pues permite hacer una separación de

los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de

ebullición.

La destilación atmosférica y al vacío es el primer proceso que

aparece en una refinería.

El petróleo se separa en fracciones que después de

procesamiento adicional, darán origen a los productos

principales que se venden en el mercado: el gas LPG

(comúnmente utilizado en estufas domésticas), gasolina paralos automóviles, turbosina para los aviones jet, diesel para los

vehículos pesados y combustóleo para el calentamiento en

las operaciones industriales.

Existe una gran competencia entre las grandes potencias por

el dominio de los principales yacimientos petrolíferos, que

acuden a todos los medios, incluso a la fuerza, para

apoderarse de ellos, debido a la importancia que tiene elaceite mineral, tanto en tiempos de paz como de guerra, por

su uso en automóviles, camiones, aeroplanos, barcos y

tanques. Aparte de sus importantísimas aplicaciones como

combustible y lubricante, sirve para otros numerosísimos

usos.

El negocio del petróleo es un riesgo permanente para los

pozos y para los usuarios en materia de incendios yexplosiones. Es por ello que las empresas involucradas toman

las medidas necesarias para evitar cualquiera de estos

desastres.

Los vertidos accidentales causados por naufragios o roturas

de tuberías pueden causar mareas negras (apariciones de

manchas de petróleo en el mar), lo que afecta tanto a peces

como a aves, incluso al hombre.





En las refinerías el petróleo está sometido a temperaturas y

presiones que lo pueden hacer explotar espontáneamente en

caso de fuga.

Los hidrocarburos son sustancias altamente inflamables, por

esto los incendios petrolíferos son muy difíciles de apagar y

exigen técnicas de sofocamiento especiales.

Debemos agradecer a la Química moderna, ya que los

productos extraídos del petróleo no terminan allí. En el

automóvil que nos lleva al trabajo, no sólo la nafta que

consume el motor es derivado del petróleo, también el caucho

sintético de los neumáticos, el material plástico del volante, eltablero, los tejidos de fibras artificiales que tapizan los

asientos y la pintura con la que tapamos el último choque.

Es difícil sospechar que el alcohol de la loción que refrescó el

cutis de un hombre después de afeitarse, el cepillo de dientes

y el jabón que uso para ducharse, los cosméticos que

completan la rutina de aseo de su esposa, el detergente que

usa en la cocina, el vinagre con que se enderezó la ensaladaque acompañaba la comida, los envases y vajillas plásticas

que conservan los alimentos que no se consumieron ese día;

el vasito plástico donde tomamos el café y el carrizo con el

que removemos el azúcar; en la bolsa donde botamos la

basura antes de salir y los zapatos de goma que nos

pondremos al llegar, todos ellos, provienen del petróleo.

Noche y día nos movemos en un mundo marcado por lahuella petroquímica. Desde la cobija que abriga nuestro

sueño hasta el disciplinado reloj que nos despierta cada

mañana, muchos de los objetos que nos rodean son producto

de esa rama de la industria, en la cual se sostiene gran parte

de nuestro estilo y calidad de vida.

Si logramos imaginar cómo sería nuestra vida si no existieran

los fertilizantes, los detergentes, las inyectadoras, los envases

plásticos, las pinturas, los solventes, el nylon, las mangueras,





y pare usted de contar, habremos entendido el significado y

valor de la industria petroquímica. Por muchos que sean los

metros que separan al petróleo bajo tierra de nuestra vista, su

presencia, procesada y transformada, nos acompaña en cada

día y espacio de nuestra vida, gracias a la petroquímica, por

cuya obra los hidrocarburos derivan en artículos tan útiles al

escolar como al astronauta, al ama de casa como al médico,

al constructor y al agricultor, a la industria y al comercio.

Quienes hacen la petroquímica redescubren día a día el

principio de transformación que por tanto tiempo afanó a los

alquimistas y constatan el aporte que la ciencia y el desarrolloindustrial dan a un mejor vivir. El petróleo forma parte de la

naturaleza que se ofrece al hombre para ser transformada en

su beneficio y la petroquímica es un gran invento del ser

humano, por el cual éste pone la naturaleza a su servicio. Un

invento que a cada paso marca una huella de bienestar y

progreso. Como la que hace 29 años dejó el primer hombre

en la Luna, con un zapato hecho con productos petroquímico. Cuando se tienen playas contaminadas por petróleo requieren

por lo menos un año para su recuperación, sólo cuando

tienen corrientes y olas fuertes, pero las playas que no tienen

estas características tardan varios años en recuperarse. Los

estuarios y marismas sufren el mayor daño y no pueden

limpiarse eficazmente.

Al estar en el mar la contaminación por crudo dañaría losanimales de superficie, en especial para las aves marinas,

pero también para los mamíferos y reptiles acuáticos. El

petróleo daña el plumaje de las aves marinas, que también

pueden ingerirlo al intentar limpiarse.

El comportamiento de un derrame de petróleo en el agua

dependerá de: el volumen derramado, las propiedades físicas

del hidrocarburo y de ciertos variables del entorno





Unos de los factores más importantes que determinan

seriamente el impacto ambiental del derrame son: el volumen

y el tipo de petróleo derramado, el clima, las condiciones del

mar, la época del año y el cuerpo de agua donde esto ocurre.

Cuando se efectúan estas acciones de eliminación de la

fuente, se evita la pérdida del crudo y también se reducen los

daños que causan al medio ambiente, al destruir las fuentes

generadoras de vida, así como también a las distintos

especies que viven en las orillas de los cuerpos de agua.

La mejor manera de atacar el problema de contaminación por

petróleo es prevenir el incidente. La finalidad de estos planes de contingencia, es que tan

pronto como se produzca un suceso de derrame, se inicien

las operaciones anticontaminación con medios adecuados

para minimizar los daños.





4.3 RECOMENDACIONES

Las compañías petroquímicas deben enfrentarse a varios temas:

Sales en la materia base (corrosión y problemas de

suciedad) y los compuestos aromáticos (fuente de

COV):

Las refinerías del petróleo no les gustan las sales en su materia

base puesto que éstas corroen y ensucian el equipamiento del

proceso. El primer paso de la refinación es la desalación donde

una colada de agua caliente extrae las sales. Si no es común

utilizar inhibidores antioxidantes o que eviten la corrosión en elcombustible. Si la materia base contiene productos aromáticos

con buenas solubilidades como el benceno o el tolueno entonces

algunos serán desalados en el efluente y este será la mayor

fuente compuestos orgánicos volátiles en el agua residual de una

refinería.

Compuestos aromáticos, orgánicos, aceites, grasaseliminados:

Un tratamiento directo de las aguas residuales es con el carbón

activado reduce el contenido de los compuestos aromáticos

debajo de los límites aceptables. Además, el carbón también

captura el aceite, la grasa y otros compuestos orgánicos. El

carbón activado también se utiliza para quitar los hidrocarburos

pesados del hidrógeno y de corrientes de gases ligeros en larefinería. (tratamiento del gas de la refinería). Otro uso del del

carbón activado es realzar el lodo activado de la refinería de

petróleo. Esto está determinado por la adición de CAA (carbón

activado accionado) en el lodo.





Fenol y nitrógeno amoniacal eliminado con un

tratamiento biológico:

En orden de eliminar el Fenol y el nitrógeno la mejor solución es

usar un tratamiento biológico gracias al peróxido de hidrógeno por

ejemplo. Además usando un catalizador como el H2O2 es posible

eliminar COD, DBO5 y la toxicidad de las aguas residuales. Los

fenoles son transformados en compuesto menos biodegradables

los cuales pueden ser eliminados por subsecuente coagulación y

precipitación.

Los contaminantes orgánicos e inorgánicos de aguasresiduales de la refinería:

Un proceso para eliminar contaminantes orgánicos e inorgánicos

solubles e insolubles de aguas residuales de la refinería, el

empleo de corrientes la ultrafiltración y la ósmosis inversa es

proporcionada. Antes del paso de la ultra filtración, primero las

aguas residuales se pasan a través de un sistema que las

ablanda para quitar cationes metálicos bivalentes y trivalentesantes de ser pasado al paso de ósmosis inversa para evitar que

se ensucie.

Separación de la fase aceitosa del agua:

Uno de los mayores temas de la industria petroquímica es

también eliminar el aceite del agua después de los procesos o en

caso de escapes que pueden aparecer en la red de tuberías. Pararesolver el desafío usted puede utilizar nuestra tecnología de

separación por membranas. En el acontecimiento de la limpieza

alcalina de petroleros, los niveles de contaminación por

emulsionantes son extremadamente altos. La corrección del pH

es importante y puede ser necesario utilizar un coagulante mineral

por ejemplo.





Lluvia de agua aceitosa:

La eliminación del aceite por la filtración o la flotación depende de

su solubilidad, del nivel de DBO5 y la concentración de fenoles. El

agua puede ser biológicamente purificada. Después que un

tratamiento terciario se puede realizar una transformación para

eliminar los SS y los fenoles residuales.

Agua del proceso:

Esta agua tiene un contenido salino y de emulsión muy alto y

puede contentar contaminación por S2-. Se puede causar una

oxidación catalítica preliminar antes de la eliminación porfloculación-flotación y purificación biológica.

Dos procesos se utilizan principalmente:

- purificación fisicoquímica

Esta técnica combina la filtración rápida del agua de lluvia

aceitosa y de la FAD , la cual trata efluentes del lavado del filtro y

agua emulsionada de la desalación y otros procesos.

- reciclajeSeparación de caudales del agua de lastre (salina pero baja en

DOB5) y reciclaje parcial, después de dos estados de purificación

biológica del proceso del agua y la lluvia aceitosa del agua (bajo

contenido salino) para la torre de refrigeración.

Refinerías de petróleo y metales pesados:

De toda la clase de agua tal como agua del proceso diversosmetales pesados deben ser quitados.

La tabla de abajo muestra que metales pesados están

principalmente presente:

Cd Cr Cu Hg Pb Ni Sn Zn

++ ++ + ++ + ++.

Aumentar la proliferación de la Educación Informal Ambiental.

Mejorar los planes de contingencia existentes en la industria.





Castigar drásticamente a los responsables de los derrames.

Aumentar las medidas preventivas para de una manera u otra

disminuir el riesgo de que ocurra un derrame.

Reducción de la generación y minimización de los impactos de

emisiones atmosféricas por el proceso.

Reducción al mínimo del consumo de agua y de la generación

de efluentes hídricos.

Tecnologías para la prevención y reducción al mínimo de

contaminantes en materias primas y corrientes internas de los

procesos.

Reducción al mínimo de residuos (reducción, reaprovechamientoy reciclaje - 3R).

Tecnologías nuevas o no convencionales para el tratamiento de

residuos y de áreas afectadas.

Evaluación, prevención de impactos y tratamiento de

ecosistemas de interés especial (Selvas, áreas inundadas,

manglares y áreas urbanas: subsuelo y aguas subterráneas).

Tecnologías sostenibles para la exploración y producción depetróleo y gas en áreas sensibles.

Es menester para las empresas del sector mejorar la eficiencia

de sus procesos productivos y certificar normas internacionales

de calidad, lo que a su vez también le otorgará mayores

oportunidades en caso de competir internacionalmente.





FUENTES BIBLIOGRAFICAS Donald Q. Kern - Procesos de Transferencia de Calor – 31

Trigésima Primera Reimpresión - México, 1999 - McGraw Hill

Book Company, Inc - Compañía Editorial Continental, S.A. de

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La refinación del petróleo crudo en panamá. Un Recurso

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http://www.imp.mx/petroleo/?imp=pq

http://www.imp.mx/petroleo/?imp=pq








ANEXOS





ANEXO 1

FORMATO DE ENCUESTA

1. ¿Conoce algún proceso de transferencia de calor que se

emplea en la industria petrolera?

a) Si

b) No

c) No sabe/ no opina.

2. ¿Qué procesos de transferencia de calor conoce usted?

a) Conducción

b) Convección

c) Radiación

d) Mecanismos Simultaneo

3. ¿Existe contaminación ambiental por este tipo de proceso?

a) Si

b) No


4. ¿Califica que los procesos de transferencia de calor son

rentables para la industria y/o medio ambientes?

a) Si

b) No


5. ¿Qué tipo de transferencia de calor cree usted que es el

más contaminante?

a) Conducción

b) Convección

c) Radiación

d) Mecanismos Simultaneo





6. Considera que la adopción de medidas en cuanto a la

protección del medio ambiente, utilizados en los procesos de

transferencia de calor son suficientes para asegurar la

seguridad ambiental?

a) Si

b) No


7. ¿Considera que los organismos encargados en el control de

seguridad ambiental son suficientes?a) Si

b) No


8. ¿Conoce algún método o avance tecnológico eficiente para

reemplazar los procesos de transferencia de calor?

a) Sib) No


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71417886 Aplicacion de La Transfer en CIA de Calor en Los Procesos Petroliferos