Craqueo con vapor (steam Cracking)

ZONA CALIENTEEl sistema de craqueo consiste de las siguientes reas principales:Los hornos de craqueo, que estn compuestos de una zona de conveccin, para el precalentamiento de la alimentacin y del vapor, y una zona de radiacin, que corresponde a la zona de reaccin.Un sistema de detencin de la reaccin (enfriamiento sbito) acoplada lo ms cerca posible al horno para enfriar rpidamente los productos, detener la reaccin y recuperar el mximo de calor.

ZONA CALIENTEEl hidrocarburo y el vapor se precalientan en la seccin de conveccin del horno y luego se mezclan (1).El hidrocarburo y el vapor pasan a la seccin de radiacin del horno donde se incrementa la temperatura rpidamente y ocurren las reacciones de pirolisis (2).La salida del horno se enfra sbitamente en 2 pasos para evitar reacciones secundarias.Enfriamiento indirecto con agua y se produce vapor (3).Enfriamiento directo con subproductos pesados de pirolisis (4, 5).El efluente (6) se enva a una columna de fraccionamiento primario (8) donde se separan los residuos pesados por el fondo (7), corrientes laterales de agua de proceso y gasolina de pirolisis y productos gaseosos livianos por el tope a la seccin de compresin (9).

ZONA CALIENTE

VAPOR DE AGUAEl papel del vapor de agua es principalmente el de disminuir la presin parcial de los hidrocarburos.Entre sus efectos ms benficos tenemos:Es un inerte que reduce la presin parcial de los hidrocarburos, disminuyendo la tendencia a la formacin de coque.Gracias a su alta conductividad trmica favorece la transmisin de calor hacia las molculas de hidrocarburos.Tiene un efecto oxidante sobre las paredes de los tubos, suficiente para disminuir el efecto cataltico del hierro y el nquel, que de no ser as promoveran la formacin de coque.

Entre los inconvenientes tenemos:Hace falta calentarlo, lo que aumenta los costos operativos.Posteriormente hay que separarlo de los productos del cracking, lo que implica superficie de condensacin y necesidad de refrigeracin.Las relaciones vapor/hidrocarburo varan segn la alimentacin. Los valores tpicos en relacin de peso son los siguientes:

Etano0.25 0.40Propano0.30 0.50Nafta petroqumica0.50 0.80Gas-oil0.80 1.00

ZONAS DEL HORNOLos hornos de cracking, como cualquier horno, tienen dos zonas perfectamente diferenciadas;Zona de radiacin y Zona de conveccin.La diferencia fundamental con respecto al resto de hornos es que los serpentines de la zona de radiacin son en realidad reactores.El vapor de dilucin y la nafta ingresan a la zona de conveccin a una presin de 6kg/cm2 y se precalienta hasta alcanzar los 600C.En estas condiciones ingresa a la seccin de radiacin, las reacciones de cracking se inician a una temperatura comprendida entre los 600 a 700C.El cracking se lleva a cabo en esta seccin bajo un control adecuado de las condiciones de temperatura que no deben sobrepasar los 850C a la salida del horno.Los tiempos de residencia en esta zona del horno son cortos y estn en el rango de 0.5 a 1.2 segundos para maximizar la produccin de olefinas y minimizar BTX y lquidos pesados.ZONAS DEL HORNO

ZONAS DEL HORNOQUEMADORES RADIANESEl calentamiento se provee por medio de quemadores radiantes, los cuales evitan el calentamiento directo de los tubos por la llama y generan radiacin por calentamiento de los refractarios, que pueden resistir temperaturas de hasta 1700 a 1800 C.Los quemadores se localizan a ambos lados de los serpentines en las paredes laterales del horno, utilizndose los subproductos del craqueo, esencialmente metano, como combustibles.QUEMADORES RADIANES

DEPURACION DEL GAS DE PROCESOLos efluentes provenientes del horno de pirolisis entran a una torre depuradora, la cual se emplea para enfriar y lavar el gas proveniente de las calderas de enfriamiento sbito. Con este paso se eliminan polmeros, se remueven partculas slidas (por medio de un sistema de circulacin de agua), aceites pesados, residuos de craqueo, adems de condensar vapor de dilucin que se inyecta con la alimentacin a los hornos.La seccin superior de la torre est empacada y la seccin inferior es de platos perforados y deflectores.Los gases de pirolisis entran a la torre por el fondo y fluyen hacia arriba a travs de los deflectores y platos en contracorriente con el agua. El agua de circulacin caliente que contiene los hidrocarburos fluye al separador en el cual se separa agua pura, aceite liviano y aceites pesados en tres compartimientos.El separador est dividido internamente en tres secciones:En la primera seccin ocurre la sedimentacin de residuos o lodos, los cuales van al fondo o bota del separador y de all se envan hacia el rea e almacenaje.En la segunda seccin se acumula la mayor parte del agua de proceso. Esta agua est libre de aceite y es la que se utiliza como medio de enfriamiento a la torre depuradora 101-E.En la tercera seccin se estanca el aceite liviano, el cual se enva hacia el rea de almacenaje.LAVADO CAUSTICOLas torres de lavado custico estn diseadas para eliminar el CO2 producido en la pirolisis y el H2S presente en la alimentacin, a fin de evitar la corrosin de los equipos, el envenenamiento de los catalizadores y la contaminacin de los productos. El CO2 y el H2S se eliminan por contacto con soda custica en tres etapas (concentracin de mayor a menor de tope a fondo) entrando el gas por la etapa del fondo. Al salir el gas endulzado de seccin de tope de las columnas, pasa por una etapa de lavado con agua para eliminar el posible arrastre de soda. El sistema ha sido diseado para que la torre opere con el 67% de flujo y la en paralelo con el remanente.El gas de proceso a 41C y 15.5 Kg/cm2 sale del tope de las torres donde se unen y se enfran con propileno refrigerante hasta 19C, antes de pasar a los secadores a travs del tambor de alimentacin de estos.11ENFRIAMIENTO DEL GAS DE CRACKINGLos productos de reaccin que abandonan la zona de radiacin del horno, deben enfriarse tan rpido como sea posible.El objetivo es evitar que sigan avanzando las reacciones secundarias tendientes a la formacin de coque o de polimerizacin.El sistema de enfriamiento de los efluentes de los hornos se efecta en un intercambiador de transferencia en lnea (TLX)En este equipo los gases se enfran hasta una temperatura de 370C, transfiriendo su calor al agua, para convertirlo en vapor de alta presin.El vapor producido es de 125 kg/cm2 350 C

MONTAJE SECCIONES CONVECCIN RADIACIN

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