UNIVERSIDAD DE ORIENTEUNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUINÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADASESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE PETRÓLEODEPARTAMENTO DE PETRÓLEO

PROCESAMIENTO DE HIDROCARBUROSPROCESAMIENTO DE HIDROCARBUROS

TEMA III : DESTILACIÓN

POR: POR:

ING. JAIRO G URICARE AING. JAIRO G URICARE A

DESTILACIÓN

OBJETIVO GENERAL

AL FINALIZAR ESTA UNIDAD EL ESTUDIANTE AL FINALIZAR ESTA UNIDAD EL ESTUDIANTE DEBE SER CAPAZ DE DEFINIR, CLASIFICAR E DEBE SER CAPAZ DE DEFINIR, CLASIFICAR E INTERPRETAR EL PROCESO DE DESTILACIÓN Y INTERPRETAR EL PROCESO DE DESTILACIÓN Y DE DETERMINAR SU IMPORTANCIA EN LA DE DETERMINAR SU IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA. INDUSTRIA.

DESTILACIÓN

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

DEFINICIONES BÁSICASDEFINICIONES BÁSICAS

TIPOS DE DESTILACIÓNTIPOS DE DESTILACIÓN

TIPOS DE TORRESTIPOS DE TORRES

DESTILACIÓN FRACCIONADADESTILACIÓN FRACCIONADA

ZONAS DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓNZONAS DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN

TIPOS DE PLATOS DE LA TORRE DE DESTILACIÓN TIPOS DE PLATOS DE LA TORRE DE DESTILACIÓN

DEFINICIONES SOBRE LAS TORRES DE FRACCIONAMIENTO DEFINICIONES SOBRE LAS TORRES DE FRACCIONAMIENTO

DESTILACIÓN AL VACÍO DESTILACIÓN AL VACÍO

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

DESTILACIÓN

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

3.1 Exposición del docente acerca de la destilación general.3.1 Exposición del docente acerca de la destilación general.

3.2 Explicación de destilación diferencial y destilación flash 3.2 Explicación de destilación diferencial y destilación flash (esquematizarlo).(esquematizarlo).

3.3 Presentar una guía donde se presente los distintos productos y 3.3 Presentar una guía donde se presente los distintos productos y sus respectivos márgenes de ebullición.sus respectivos márgenes de ebullición.

3.4 Esquematizar los tipos de torres y destacar sus partes 3.4 Esquematizar los tipos de torres y destacar sus partes principales.principales.

3.5 Representar y explicar los componentes básicos de la 3.5 Representar y explicar los componentes básicos de la destilación. destilación.

3.6 Discusión de las Variables operacionales sobre la destilación.3.6 Discusión de las Variables operacionales sobre la destilación.

3.7 Analizar algunas anomalías en el proceso3.7 Analizar algunas anomalías en el proceso

DESTILACIÓN

ESTRATEGIAS EVALUACIÓN

3.1 3.1 Mediante un Examen que comprenden las unidades 3 y 4.Mediante un Examen que comprenden las unidades 3 y 4.

DESTILACIÓN

INTRODUCCIÓN

Gas

Torre de Fraccionamiento

Gasolina

Kerosén

Diesell

Lubricantes

Asfalto

DESTILACIÓN

INTRODUCCIÓN

CRUDO

VAPOR PURO

LIQUIDO (DESPRECIABLE)

VAPOR (DESPRESCIABLE)

LIQUIDO

DESTILACIÓN

DEFINICIONES BASICAS

DESTILACIÓN: Es un proceso físico en el cual una mezcla liquida multicomponente, al aplicársele calentamiento hasta ebullición, es separada en sus componentes constituyentes debido a las diferencias en sus puntos de ebullición y de volatilidad relativa.

PUNTO DE EBULLICIÓN: Temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición.

DESTILACIÓN

DEFINICIONES BASICAS

VOLATILIDAD: Es la propiedad que tiene los líquidos de pasar al estado gaseoso. Un líquido es mas volátil cuando se evapora con gran facilidad a la temperatura ambiente.

CONDENSACIÓN: Es un fenómeno físico mediante el cual un material en estado gaseoso pasa al estado líquido.

EVAPORACIÓN: Es un fenómeno físico por el cual un liquido se convierte en vapor cuando adsorbe o se le añade calor, sin que haya ebullición.

PRESIÓN DE VAPOR: Presión que ejerce el vapor en equilibrio con el líquido o el sólido que lo origina a determinada temperatura, cuando la presión de vapor es igual a 1 atmósfera, el líquido se encuentra en su punto de ebullición ya que el vapor, al vencer la presión exterior, se puede formar en toda la masa del líquido y no sólo en su superficie.

DESTILACIÓN

Tipos de Destilación

DESTILACIÓN DIFERENCIAL: Presenta equilibrio entre el vapor que se forma cada instante y el liquido presente en el recipiente en ese mismo instante y el no equilibrio entre el vapor formado después de un tiempo de destilación y el liquido remanente.

V,Y

L, X

F,Z

Q

DESTILACIÓN INSTANTANEA (FLASH): Presenta equilibrio entre el vapor que se forma de composición Y junto con el liquido de composición X, luego de haber ocurrido la destilación.

DESTILACIÓN

Tipos de Torres

Torres Atmosféricas

Torres Refraccionadoras

Torres al Vacío

Torres Despojadoras

Separador de Petróleo

90°

330°Horno

Fuel-oil yasfalto

Gas-oil pesado

Gas-oil

KerosénGasolina

CrudoCalentado

Gases

Gases

Gases

Gases de Gasolinay Otros

Separador de Petróleo

90°

330°Horno

Fuel-oil yasfalto

Gas-oil pesado

Gas-oil

KerosénGasolina

CrudoCalentado

Gases

Gases

Gases

Gases de Gasolinay Otros

( 1 - 5.5 atm)

DESTILACIÓN

Tipos de Torres

Torres al Vacío ( P < 0.4 atm)

S e p a r a d o r d e P e t r ó l e o

9 0 °

3 3 0 °H o rn o

F u e l-o il ya s fa lto

G a s -o il p e s a d o

G a s -o il

K e ro s é nG a s o lin a

C ru d oC a le n ta d o

G a s e s

G a s e s

G a s e s

G a s e s d e G a s o lin ay O tro s

S e p a r a d o r d e P e t r ó l e o

9 0 °

3 3 0 °H o rn o

F u e l-o il ya s fa lto

G a s -o il p e s a d o

G a s -o il

K e ro s é nG a s o lin a

C ru d oC a le n ta d o

G a s e s

G a s e s

G a s e s

G a s e s d e G a s o lin ay O tro s

Presenta Mayor Diámetro que las columnas de Fraccionamiento

Presenta Platos mas separados que las columnas de Fraccionamiento

DESTILACIÓN

Tipos de Torres

Torres RefraccionadorasEstán destinadas a obtener un o unos productos mas refinados a partir de un corte primario de la destilación fraccionada. Pueden trabajar a altas presiones cuando se trata de obtener los componentes “puros” de un determinado gas

DESTILACIÓN

Destilación Fraccionada

DESTILACIÓN

Zonas de la Torre de Destilación

Rectificadora

DespojadoraVaporización Instantánea

DESTILACIÓN

Zona de Rectificación

DESTILACIÓN

Zona Despojadora

Q

DESTILACIÓN

Zona Vaporización Instantánea

Alimentación

Vapor

Líquido

DESTILACIÓN

DESTILACIÓN

Tipos de Platos

Sieve o Perforado

Copas de Burbujeo

Válvula

Vapor

Platos de Relleno

Anillos Raschig

Sillas Berl

Alimentación

Vapor

Líquido

DESTILACIÓN

Platos perforadosPlatos perforados

DESTILACIÓN

Platos perforadosPlatos perforados

• No funcionan con menos del 50% del flujo normal de vapor.• Además de que son eficaces para intervalos de flujo limitado, disminuye el rendimiento por corrosión.

DESTILACIÓN

Platos tipo jetPlatos tipo jet

DESTILACIÓN

Platos con copa de burbujeoPlatos con copa de burbujeo

DESTILACIÓN

Platos con copa de burbujeoPlatos con copa de burbujeo

• Son de alto costo.• Limitación de flujo en copas a bajas presiones.• Los efectos corrosivos son muy pronunciados.

DESTILACIÓN

Platos con válvulaPlatos con válvula

• Operacionalmente poseen una eficiencia aceptable.• Caída de Presión constante.• Calidad y eficiencia de operación cercana a los Sieve Trays.

DESTILACIÓN

Empaques estructuradosEmpaques estructurados

DESTILACIÓN

Empaques estructuradosEmpaques estructurados

DISPOSITIVOS METÁLICOS QUE PERMITEN AUMENTAR EL AREA DE TRANSFERENCIA ENTRE LÍQUIDOS Y VAPORES.

• El área de contacto entre líquido y vapor es cientos de veces mayor a la de un plato convencional.

DESTILACIÓN

Tipos de materiales para rellenoTipos de materiales para relleno

DESTILACIÓN

RompenieblaRompeniebla

DESTILACIÓN

Definiciones Básicas

Alimentación

Liquida

VaporizadaSemivaporizada

Condensador

de Tope

Es un intercambiador de calor, en el cual los vapores del tope son condensados. Generalmente el medio enfriante es agua o la alimentación de la torre

Tambor de Destilado

Es un recipiente donde se recibe el líquido condensado y el vapor de agua. Del tambor de destilado salen el reflujo y el producto destilado.

Reflujo Externo

Líquido requerido para que ocurra un buen fraccionamiento de los componentes del petróleo.

Reflujo Interno

Líquido que descienden en forma de sigsac y entra en contacto íntimo en cada uno de los platos con los vapores que ascienden

Corte Lateral

Líquido retirado de un determinado plato de la Torre de fraccionamiento.

DESTILACIÓN

Componentes Básicos

Vapor

Agua fría

Destilado

Reflujo Vapor

Vapor

Residuo Largo

Vapor Agua

Alimentación

DESTILACIÓN

Torre con Corte Lateral

90°

330°Horno

Fuel-oil yasfalto

Gas- oil pesado

Gas-oil

KerosénGasolina

CrudoCalentado

Gases

Gases

Gases

Gases de Gasolinay Otros

Horno

Fuel-oil yasfalto

Gas -oil pesado

Gas-oil

Kerosén

Gasolina

CrudoCalentado

Gases

Gases

GasesGases de Gasolinay Otros

DESTILACIÓN

Definiciones BásicasDefiniciones Básicas

Precalentadores

Equipos de casco y tubo donde se precalienta la alimentación.

Horno

Equipo necesario para elevar la temperatura de la alimentación hasta el punto que este lista para ser fraccionada.

Rehervidor

Equipo diseñado para transmitir el calor necesario para evaporar parte del líquido que sale del fondo de la torre. Se usa cuando la alimentación es relativamente liviana.

DESTILACIÓN

Esquema de Esquema de RefinaciónRefinación

Fuel industrialFuel industrial

GasesGases

GasolinaGasolina

Gasoil Gasoil pesadopesado

ResiduosResiduos

Gasoil Gasoil mediomedio

KerosenKerosen

GLPGLP

NaftasNaftas

Reformado

Alquilación

Craqueo

Coking

GLPGLPGasolinaGasolina

KeroseneKerosene

DieselDiesel

DieselDiesel

KeroseneKerosene

Residuo Largo

TorreTorre dededestilacióndestilación

• HidrocraqueoHidrocraqueo•• Craqueo catalíticoCraqueo catalítico

GasolinaGasolina

Fuel industrialFuel industrial

GasesGases

GasolinaGasolina

Gasoil Gasoil pesadopesado

ResiduosResiduos

Gasoil Gasoil mediomedio

KerosenKerosen

GLPGLP

NaftasNaftas

Reformado

Alquilación

Craqueo

Coking

GLPGLPGasolinaGasolina

KeroseneKerosene

DieselDiesel

DieselDiesel

KeroseneKerosene

Residuo Largo

TorreTorre dededestilacióndestilación

• HidrocraqueoHidrocraqueo•• Craqueo catalíticoCraqueo catalítico

GasolinaGasolina

DESTILACIÓN

Productos Productos ObtenidosObtenidos

Gas Licuado ( GLP )Gas Licuado ( GLP )

Gasolina de MotorGasolina de Motor

Mezcla de Metano ( CHMezcla de Metano ( CH44 ) y Etano ( C ) y Etano ( C22HH66 ) )

uso combustible en hornos / calderasuso combustible en hornos / calderas

Rango de destilación: 30º - 200 ºC Rango de destilación: 30º - 200 ºC Compuesta desde el CCompuesta desde el C55 hasta el C hasta el C1212

Propiedades más importantes: Volatilidad Propiedades más importantes: Volatilidad ( presión de vapor ) y octanaje ( presión de vapor ) y octanaje

Mezcla de Propano ( CMezcla de Propano ( C33HH88 ) y Butano ) y Butano

( C ( C44HH1010 ) se comprime para su manejo ) se comprime para su manejo

como líquido Uso principal como como líquido Uso principal como combustiblecombustible

GasesGases

DESTILACIÓN

Productos Productos ObtenidosObtenidos

DieselDiesel

Gasoil PesadoGasoil PesadoRango de destilación: 300 - 380 ºC. Es la Rango de destilación: 300 - 380 ºC. Es la fracción inmediata superior al residuo fracción inmediata superior al residuo largo. Tiene su mayor uso como largo. Tiene su mayor uso como combustible diesel(camiones, barcos) y combustible diesel(camiones, barcos) y calefacción.calefacción.

KerosénKerosénRango de destilación: 140 - 230 ºCRango de destilación: 140 - 230 ºCUso en iluminación, cocina y calefacciónUso en iluminación, cocina y calefacciónUso como combustible de aviones con Uso como combustible de aviones con turbina.turbina.

Rango de destilación: 230 - 380 ºCRango de destilación: 230 - 380 ºCUso en los motores de combustión Uso en los motores de combustión interna, en calefacción y generación interna, en calefacción y generación eléctrica. eléctrica.

DESTILACIÓN

Productos Productos ObtenidosObtenidos

AsfaltoAsfalto

Residuo LargoResiduo LargoRango de destilación: >370 ºCRango de destilación: >370 ºCEs alimentado a la destilación al vacío Es alimentado a la destilación al vacío para seguir obteniendo destilado. No para seguir obteniendo destilado. No requiere especificaciones de calidadrequiere especificaciones de calidad

Mezcla de las fracciones más pesadas Mezcla de las fracciones más pesadas deldel Petróleo / Usos en pavimentación Petróleo / Usos en pavimentación e impermeabilización / Propiedad e impermeabilización / Propiedad importante: viscosidadimportante: viscosidad

DESTILACIÓN

Destilación al VacíoDestilación al Vacío

( P < 0.4 atm)

90°

330°Horno

Fuel

CrudoCalentado

Gase s

Horno

Residuo corto

CrudoCalentado

Gase s

Residuo Largo

90°

330°Horno

Fuel

CrudoCalentado

Gase s

Horno

Residuo corto

CrudoCalentado

Gase s

Residuo Largo

DESTILACIÓN

Destilación al VacíoDestilación al Vacío

( P < 0.4 atm)

DESTILACIÓN

ArrastreArrastre

EL VAPOR EN ASCENSO ARRASTRA GOTAS DE LÍQUIDO EL VAPOR EN ASCENSO ARRASTRA GOTAS DE LÍQUIDO DEBIDO A SU ALTA VELOCIDAD.DEBIDO A SU ALTA VELOCIDAD.

DESTILACIÓN

Zona inundada de una torre de Zona inundada de una torre de fraccionamientofraccionamiento

PLATOS LLENOS COMPLETAMENTE DE LIQUIDO O ESPUMA.

DESTILACIÓN

GoteoGoteo

CAIDA DE LIQUIDO DE UN PLATO SUPERIOR A OTRO INFERIOR

DESTILACIÓN

VómitoVómito

INUNDACIÓN (REBOSE) DEL PLATO DE TOPE.INUNDACIÓN (REBOSE) DEL PLATO DE TOPE.

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TEMA III : DESTILACIÓN

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