Desasfaltización No. 3

UNIDAD DE DESASFALTIZACIÓN CON PROPANO

Propane De-Asphalting (PDA)

Contenido del curso

Principios de funcionamiento.

Objetivos del proceso.

Características y Variables del

proceso.

Diagrama de flujo.

Seguridad industrial.

Simulación del proceso.

Principio de funcionamiento El proceso de extracción líquido – líquido (1 etapa teórica)

A

AA

AA

A

AA

A

BB

B

B

A

A

A

A

A

S S

S

S SS

S

AA A

AA

A

A

BB

B

A

AAA

S

S

SS

S

SS

S

S

S

S

S

Mezcla íntima

Equilibrio

Extracción liq-líq.

A=AceiteB=AsfaltosS= Solvente

Esquema de funcionamiento• El proceso de extracción tiene las siguientes

corrientes:

Residuo de la destilación al vacío

(aceite y asfaltos)

Propano líquido

Torre contactora de platos(R.D.C)

Aceite desasfaltado (aceite+propano líquido en mayor cantidad)

Asfalto (asfalto+propano líquido en menor cantidad)

El objetivo del proceso es la obtención de los aceites de mayor viscosidad, por medio de la

separación de los compuestos asfálticos en un proceso de extracción líquido-líquido con

propano como solvente.

OBJETIVO DEL PROCESO

DIAGRAMA DE FLUJOProceso PDA

Auto Cad 2005

Glosario• P.D.A. Propane De-Asphalting

Desasfaltización con propano• DAO De-Asphalted Oil Aceite

desasfaltado• DAO MIX (Mixture of de-asphalt oil and

propane)Aceite desasfaltado con propano• Asphalt Mix(Mixture of asphalt and

propane) Mezcla de asfalto y propano• RDC ( Rotating Disc Contactor) Contactor

de discos giratorios

DESASFALTACION DE RESIDUOS - CARACTERÍSTICAS

UNIDAD INDUSTRIAL DE DESASFALTACION

• Materia prima calentada a 60 – 70 ºC, entra en una parte superior de la torre de desasfaltación y al descender por la torre entra en contacto con la corriente ascendente de propano líquido introducido por un punto inferior de la torre, situado por debajo del desviador del fondo.


•Como el propano frío encuentra al aceite que avanza por la torre, la corriente ascendente de propano favorece el descenso de cada vez más productos no deseados (asfaltos, resinas). Solo en la parte inferior de la torre queda sin disolver en propano asfalto contenido en aceite. Este asfalto continúa descendiendo hasta el fondo de la torre y la abandona para dirigirse a la sección de recuperación de disolvente de la fase extracto ( Asfalto).

• La disolución propano – aceite continua su recorrido hacia la cabeza de la torre siendo calentada por el vapor de agua que circula a través de una serie de serpentinas instaladas en la misma torre .Dichos productos forman una fase secundaria que contiene resinas de propiedades intermedias entre las de asfalto y las del aceite. Estas resinas, al descender, encuentran la corriente de propano ascendente que contiene el aceite disuelto y se disuelven, progresivamente, en la solución de propano. La repetición de estos procesos de disolución y precipitación origina el reflujo en esa parte de la torre.


En el lugar en que la materia prima entra en la torre, las resinas que todavía no han sido disueltas son arrastradas por la corriente descendente de asfalto y lavadas a medida que dicha corriente se acerca al fondo de la torre.

La materia prima, separada se su asfalto, camina hacia la cabeza de la torre que abandona para dirigirse a la sección de recuperación de disolvente de la fase aceitosa ( aceite desasfaltado).


• La columna esta prevista con platos perforados (12 – 16)

• El propano liquido contiene máximo 2-3% de etano.


Recuperación del disolvente en la fase refinado (aceitosa)

La solución de aceite desasfaltado con 85 – 92% de propano sale por la cabeza de la torre de desasfaltizacion y entra en dos evaporadores, calentados con vapor donde se elimina el propano (en el primer evaporador se destila aproximadamente 60% del propano contenido y en el segundo destila aproximadamente todo el propano).El resto de propano es eliminado del aceite refinado (desasfaltado), en el stripper con vapor. El aceite desasfaltado y despropanizado deja el fondo del stripper , es enfriado y almacenado.

Recuperación del disolvente en la fase extracto (asfalto)

El producto del fondo de la torre de extracción con 35% propano, se calienta en el horno tubular, a 200 – 250º y en el evaporador de alta presión (15 – 18 bar) se elimina la mayor parte del propano en forma de gas. El asfalto líquido, a 250C con 1,1% de propano entra en el stripper donde con inyección de vapor el propano con vapor sale por la cabeza, es condensado, comprimido y enfriado para ser licuado. Por el fondo del stripper sale el asfalto, es enfriado y almacenado. El propano separado en los evaporadores de alta presión es enfriado, licuado y almacenado.

Algo de historia…

• El mejor proceso que se conocía, antes de 1935, para eliminar el asfalto, era la destilación fraccionada al vacío, que separaba, como destilados, todos los lubricantes, dejando, como residuo de la operación un producto asfáltico muy pesado. Se operaba a un vacío lo mas elevado posible, favoreciendo la destilación con una inyección masiva de vapor recalentado.

• A pesar del elevado vacío y de la inyección de vapor, era necesario, generalmente, elevar la temperatura mas allá de 400ºC para destilar las fracciones mas viscosas y obtener, finalmente, un residuo asfáltico seco. Esta temperatura, relativamente alta, no dejaba de provocar un ligero cracking del destilado viscoso cuyas consecuencias eran bastante difíciles de contrarrestar.

Algo de historia..

VARIABLES DEL PROCESO

Temperatura del proceso:• El poder disolvente del propano, por encima de

40ºC, en comparación a los solventes usuales (furfural, fenol, etc.) disminuye con el aumento de la temperatura. Es decir, la selectividad del propano se incrementa con el aumento de la temperatura de extracción. La calidad de los aceites desasfaltados, para una relación propano constante, será superior cuando la temperatura es mas elevada, pero el rendimiento del aceite menor por los costos operativos mayores.

•En practica industrial se trabaja con gradiente de temperatura, en la cabeza de la torre de extracción la temperatura es de 75 – 90ºC y en el fondo 45 – 60ºC, la presión será de alrededor de 38-42 Kg/cm2, función de la pureza del propano.


Relación (rata) del disolvente• Un incremento en la relación de

propano, con respeto a la alimentación incrementara el rendimiento en aceite desasfaltado (el propano empieza a disolver aceites cada vez menos parafínicos), aumenta el masa molecular, la densidad y la viscosidad del aceite así como el residuo de carbono.


•Con el aumento de la relación de propano el índice de viscosidad del aceite disminuye ligeramente.

•El punto de fusión del asfalto precipitado aumenta con la relación propano – alimentación. Industrialmente se utilizan proporciones de propano de 350-425% , en peso/ materia prima.



Velocidad de rotación del la torre contactora

La velocidad de rotación de la torre contactora debe aumentarse en relación inversa con la capacidad. De tal forma que a un aumento de capacidad ocasiona una disminución de la velocidad de rotación en rpm (rotaciones por minuto)

DESASFALTACION DE RESIDUOS – RESULTADOS ANALITICOS

Materia prima (residuo DV)

Densidad a 15 ºC Viscosidad cSt/100ºC Cifra de cok % Inflamabilidad, ºC Aceite desasfaltado: Rendimiento, % vol Densidad a 15 ºC Viscosidad cSt/100ºC Cifra de cok % Inflamabilidad, ºC Asfalto: Rendimiento, % vol Densidad a 15 ºC Punto de reblandecimiento , ºC

Crudo parafínico

0.9804

237 16.8 300

38.5

0.9150 19.0 1.2 228

60.5

1.0244 60.5

Crudo menos asfáltico y parafínico

09080

45 3.1 -

92.5 0.9010 34.0 1.61

-

3.5 1.0040

50

Crudo asfáltico y parafínico

0.9150 15.6 2.8 -

91.3 0.9020 11.7 0.76

-

8.7 1.0380

62

Balance de materiales

Análisis de alimentación

Análisis de productos

SISTEMA DE GERENCIA INTEGRAL DE RIESGOS - PDVSA/ JORNAGAS, NOVIEMBRE 2003

SIMULACIÓN DEL PROCESO PDA

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