REFINACION DEL PETROLEO

I. El petróleo

II. Composición del petróleo

III. Uso y derivados del petróleo

IV. Destilación atmosférica y del vacío

V. Fraccionamiento de gases y líquidos

VI. Isomerización y reformado catalítico

VII. Blendig

VIII. Producción de lubricantes y subproductos

IX. Hidrotratamiento

X. Craqueo térmico

XI. Craqueo catalítico fluidizado

XII. Craqueo catalítico de residuos

XIII. Hidro craqueo

XIV. Ruptura de viscosidad

XV. Desulfuración

XVI. Materias primas para la petroquímica

CRUDO

DESTILADORAS

COVERCION

MEDIA

CONVERCION

PROFUNDA

TANKE

atmosférica

A altas presiones

Al vacio

Isomerización

Alquilación

Craqueo catalítico

Hidrotratamiento

Recuperación de azufre

Flexicoque

Reformado catalítico

Flexicoque

Coquificacion retardada

Reformado catalitico

Servicios industriales

CAPITULO 1 EL PETROLEO

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos los cuales se pueden separar por métodos físicos

(destilación), pero cada hidrocarburo es una combinación química de C y H que no pueden

separar si no es por medios químicos (desintegración catalítica).

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL PETRÓLEO

Propiedades físicas:

Color: embargo, por transmisión de la luz, los crudos pueden tener color amarillo pálido, tonos

de rojo y marrón hasta llegar a negro. Por reflexión de la luz pueden aparecer verdes, amarillos

con tonos de azul, rojo, marrón o negro.

Olor: El olor de los crudos es aromático como el de la gasolina, del querosén u otros derivados.

Si el crudo contiene azufre tiene un olor fuerte y hasta repugnante, como huevo podrido. Si

contiene sulfuro de hidrógeno, los vapores son irritantes, tóxicos y hasta mortíferos.

Punto de ebullición: es la temperatura a la cual un líquido pasa a estado gaseoso bajo

condiciones de T y P. varía desde menores que la temperatura ambiente hasta temperatura igual

o por encima de 300ºC. La diferencia entre los puntos de ebullición de los H.C. son la base técnica

de la destilación mediante el cual el crudo es fraccionado en diferentes volatilidades en el

petróleo no existe punto de ebullición si nos rango de ebullición

Punto de fusión: es la temperatura a la cual un sólido pasa a un estado líquido. La cristalización

de material solido es un líquido de petróleo difícilmente.

Viscosidad: es una característica que consiste en el grado resistencia que presentan algunos

fluidos para desplazarse sobre una superficie dependiendo de sus componentes y temperatura.

Es importante su determinación para aspectos operacionales, producción, refinación y

petroquímica. La viscosidad juega un papel muy importante en el cálculo de tuberías en el diseño

de hornos e intercambiadores de calor además ser una propiedad principal en los aceites

lubricantes.

Solubilidad: es una propiedad que posee una sustancia para formar bastantes mezclas

homogéneas con otras sustancias. Los hidrocarburos en general son miscibles en todas las

proporciones, pero pueden ocurrir una separación al agregar solventes polares como (furfural,

fenol), los hidrocarburos aromáticos de disuelven muchísimo mejor que los parafinas,

naftenicos.

Densidad: también llamada masa específica, es la masa por unidad de volumen bajo condiciones

de T y P, por lo general los crudos pueden pesar menos que el agua o tanto más que el agua,

oscilando entre la densidad 0,75 y 1,1 g/ml.

Gravedad específica: también llamada densidad relativa o peso específico relativo, es la relación

entre las densidades de las sustancias y del agua, bajo condiciones e P y T.

Grados api: es una mezcla empírica desarrollada por american petroleum institute para

expresar las gravedades específicas en grados.

Propiedades Químicas:

Reacciones en los hidrocarburos están agrupados de acuerdo a su estabilidad térmica.

Reacciones de bajo influencia de calor:

Reacciones de oxidación:

Reacciones de bajo influencia de calor: este tipo de reacciones intervienen los diferentes

procesos tanto para reducir el tamaño de molécula (craqueo térmico y catalítico), como paso

comentarles reacciones de polimerización y alquilación.

1. Reacciones térmicos en ausencia de catalizadores: aquí se agrupan las reacciones

de craqueo térmico en donde la estabilidad térmica de los hidrocarburos disminuye al

aumentar el peso molecular.

Este tipo de reacción química se lleva a cabo en presencia de calor y en ausencia de

catalizador.

Craqueo térmico: en este proceso una fracción pesada del petróleo se calienta

en un horno industrial en elevado temperatura hasta que las grandes moléculas

se rompen en otras más pequeñas para formar gas, nafta, gasóleo. En este

proceso prevalece la alta presión.

2. Reacciones térmicas en presencia de catalizadores: estas reacciones son:

a) Craqueo catalítico: en este tipo de reacciones químicas se obtiene un mayor

cantidad de las naftas y gasolinas de alto octanaje. En este proceso las cadenas

largas a altas T y en presencia de un catalizador se rompen es decir se reducen

el tamaño de las moléculas.

b) Reacción de polimerización: en este tipo de reacción de gases oleofinicos

(propileno y butileno). Son polimerizados en presencia de un catalizador para

formar moléculas más grandes obteniéndose gasolina de alto octanaje.

c) Reacción de alquilación: en este tipo de reacción el isobutano en presencia

de un catalizador HF es combinado con olefinas(butileno y propileno) para

formar (isoparafinas) en el orden de (isooctano y isopentano). En estas

reacciones se aumentan el tamaño de molécula.

Reacciones de oxidación: la influencia delo oxigeno es importante en la relación durante el

almacenamiento de los productos del petróleo. La mayor parte de los hidrocarburos parafinicos,

naftenicos y aromáticos puros no son afectados por el oxígeno a presión y temperatura

atmosférica por tanto son estables en el almacenamiento.

Muchas de las llamadas impurezas que se encuentran relativamente en pequeños porcentajes

en el crudo, pueden dar lugar a problemas cuando están presentes en ciertos productos.

Ciertos aromáticos son atacados con relativa facilidad y forman lodos lo mismo ocurre con los

compuestos de azufre y nitrógeno presentes en los combustibles y en los lubricantes.

CAPITULO 2 COMPOSICIÓN DEL PETROLEO

= Efectuando un análisis sobre elemental sobre el

petróleo se encuentra en el mismo compuesto

principalmente C y H. un análisis más detallado

muestra la presencia de otros elementos como S, N2,

O2. También se encuentran metales en menor.

= Los metales envenenan los catalizadores y se

encuentran en los cortes pesados y residuales. En la

unidad de desintegración catalítica el metal que trae

el residuo se va con el coque.

Clasificación de los crudos

Los crudos procedentes de diferentes depósitos e incluso de distintos pasos se diferencian unos

de otros por sus propiedades físicas y químicas, es sabido que precisamente las propiedades del

petróleo determinan la orientación de su proceso de tratamiento y refinación.

Se clasifican de acuerdo a su naturaleza química en:

1. Su base y composición

2. Su volatilidad

3. Su gravedad ºAPI

4. Su contenido de azufre

Clasificación de acuerdo a su base y composición:

a) Parafinicos: estos contienen un alto % de parafinas pero poco o ningún constituyente

asfaltico, son de simple enlace. Son hidrocarburos saturados. Producen gasolinas de

motor de baja calidad, querosén para iluminación de buena calidad, combustible para

motores diésel de alta velocidad, aceites lubricantes de motor.

b) Naftenicos: contienen poco o ningún parafina pero usualmente contienen asfáltenos

estos crudos producen gasolina de motor de buena calidad, keroseno para iluminación

de baja calidad o gasóleos de baja calidad, para motores diésel de alta velocidad se

pueden procesar para obtener aceites lubricantes, bitumen-asfaltico y combustible

residual pesado.

c) Aromáticos: estos crudos tienen por base hidrocarburos del mismo base contienen el

50% o más aromáticos.

d) Mixtos: estos presentan parafinas y asfálticas están presentes hidrocarburos

parafinicos, naftenicos y aromáticos pero ningún de ellos es predominante este tipo de

crudo es procesado para obtener cualquier producto siempre que la refinería este

propiamente equipado es un crudo de propicito general.

Clasificación de acuerdo a su volatilidad:

Elemento Porcentaje %

C 83.9-86,8

H2 11-14

S 0,05-6

N2 0,1-2

O2 0,08-1,82

Metales 0-0,14

a) Crudos livianos: son aquellos que contienen más del 50% de componentes livianos.

b) Crudos medianos: contienen entre 25% y 50% de componentes livianos.

c) Crudos pesados: contienen menos del 20% de componentes livianos.

Clasificación de acuerdo a su gravedad ºAPI:

a) Condensados naturales: son crudos cuya composición entran hidrocarburos con 5,6, y

7 átomos de carbono en forma considerable cuya gravedad a 15.5 ºC es igual o mayor

a 42 ºAPI

b) Petróleos livianos: son aquellos cuya gravedad a15.5 ºC están comprendidos entre 31-

41 ºAPI.

c) Petróleos medianos: comprenden entre 19-30 ºAPI

d) Petróleos pesados: cuya gravedad a 15.5 ºC están a 11-18 ºAPI.

e) Petróleos extra pesados: entre 6-10 API.

f) Bitumen: menor a 6 ºAPI.

Clasificación de acuerdo a su contenido de azufre:

a) Alto azufre: es cuando contiene más del 2% p/p de azufre total

b) Medio azufre: está comprendido entre 0.1-2% p/p

c) Bajo azufre: es inferior a 0.1% p/p

CAPITULO 3 Contaminantes del crudo

Se define contaminante de un crudo un componente que nos es hidrocarburo debido a que

existen enlaces químicos entre los contaminantes y los hidrocarburos fraccionados, las

concentraciones de los contaminantes en una fracción dependen hasta cierto punto de su

rango de destilación.

Ejemplo: los niveles de azufre y metales de un residuo son más altos que en la nafta.

Tecnologías para minimizar contaminantes

a) Desalador del crudo

b) Hidrotratamiento para remover compuestos de S, N2, y metales

c) Nerox: donde convierten mercaptanos el compuesto de azufre menos dañino o

extracción de azufres.

Clasificación de los contaminantes

a) Impurezas oleo fóbicas: no son solubles al hidrocarburo y se separan físicamente

Imp. oleo fóbicas Rango típico

Sales 10-1000 PTB

Agua 0,1-2% volumen

sedimento 1-500 PTB

b) Impurezas oleofilicas: son aquellos miscibles en el hidrocarburo

Imp. oleo filicas Rango típico

Azufre 0,1-5%

Com. organometalicos 5-400 ppm

Ácidos naftenicos 0,03-0,4 % volumen

Comp. N2 0,03-0,15% vol.

Comp. O2 0-2% peso O2

SERVICIOS INDUSTRIALES

Es el que le da vida a todos los procesos, es el corazón de la refinería es el que proporciona

generación de vapor sistema eléctrico aire comprimido, sistema de agua de enfriamiento,

sistema de generación y distribución de nitrógeno y finalmente se van a tratar las aguas servidas.

Origen del agua: el agua relativamente más puro es de la lluvia y manantial tienen disueltos

pequeñas cantidades de sales se los designa como agua blanda.

Usos del agua: entre los múltiples servicios que el agua brinda ala industria, los siguientes

pueden ser considerados básicos para la misma.

Tranferencia de calor

Generación de potencia

Usos en procesos

Impurezas de agua: las impurezas del agua pueden clasificarse en:

Dureza

Alcalinidad

pH

conductividad

cloruro

contenido de sílice

contenido de oxigeno.

FRACCIONES DEL PETROLEO

fracciones de nafta

hierven has 200 ºC

de C1-C10 de atomos de C por

molecula

fracciones de keroseno

H=180-300

C9-C17

fraciones de gasoleos

H=275-375 ºC

C16-C22

destilados lubricantes

C22-C34

residuo largo

Va a la torre de vacio

residuo corto

va al proceso de flexicoque y coquificacion

retardada

METODOS PARA MINIMIZAR CONTAMINATES

agua

demulsifiar

drenar tanques

sedimentos

procesos de sedimentacion y

dasalacion

sales

proceso desalacion

azufre

se mueve el H2S lavado con DEA,

MEA, DIPA, MDEA.

metales

catalizador salen con coque

acidos

son removidos con lavado con soda

caustica

a. Dureza: es la concentración de iones de magnesio y calcio presentes en el agua

expresado también como carbonato de calcio CaCO3 dependiendo de la dureza como

ppm de carbonato de calcio las aguas se pueden clasificar en:

aguas blandas: 100 ppm de CaCO3

agua medio duras: Mayor a 1000 ppm de CaCO3

aguas duras: 200 ppm

b. Alcalinidad: es la concentración de iones carbonato y bicarbonatos presentes en el

agua que pueden causar problemas

La alcalinidad se determina titulando con acido sulfúrico con ayuda de sustancias

denominadas indicadores los cuales tienen la propiedad de cambiar de color a medida

que cambian los acidos.

En la refinería los mas comunes son. Fenoftaleina y el anaranjado de metilo

c. Ph: indicador de la cantidad o loa concentacion de iones H3O frente a iones de OH por

ende es la basicidad o la acidez de una sustancia dertrminada.

El pH es una de los factores mas importantes para controlar la formación de depósitos

la corrosión y la cuagulacion en el tratamiento del agua.

d. Conductividad: la conductividad especifica del agua es una medida de la capacidad del

agua para conducir la corriente eléctrica el agua químicamente pura no es conductora

de la electricidad.

e. Cloruro: el cloruro presente en el agua es precipitado como cloruro de plata.

f. Contenido de sílice: el contenido de sílice varia ampliamente de acuerdo a la fuente

existe acuíferos con contenido de sílice hasta 60 ppm, el sílice es responsable de los

depósitos insolubles que pueden en concentrarse en las paletas de los aletas de la

turbina de vapor, el reducido con procesos de ……y desmineralización.

g. Contenido de oxigeno: el oxígeno debe ser controlado en el agua ya que produce

corrosión en línea de agua o internos de las calderas.

El exceso de oxigeno se controla desairando.

Tratamiento de agua para caderas

Caldera: es un equipo para generar

Vapor para potencia procesos o intercambiador de calor

Agua caliente a partir …..

Las calderas de acuerdo

Gas natural

Gasóleo

Gas flexicoque

Tipos de calderas:

1. Calderas piro tubulares: son aquellas donde la fuente de calor esta dentro de un tubo,

est5as calderas son utilizados para proceso industriales también como caldera móvil a

industriales también como caldera móvil o portable son aplicados en los hospitales de

los lavanderías.

2. Calderas aceotubulare: consiste en hacen circular el agua o el vapor o el vapor por el

interior de los tubos, mientras que los equipos son productos de combustión están en

el exterior de los mismos.

Las ventajas son versativilidad en el diseño a alta eficiencia, permite operar a altas

…..De vapor, produciendo vapores secos.

Entre la limitación importante es sensible a la calidad de agua de alimentación.

Tipos de vapores:

Vapor de alta: 600 Psia-750ºF

Vapor media: 145 Psia-450ºF

Vapor baja: 15 Psia-250ºF

SISTEMA DE COMBUSTIBLE

Para sistema de combustión se necesita gas para que funcione.

El flexicoque son gases que vienen en proporciones de refinería que sirve para acender hornos,

calderas, este sirve de flexicoque.

Plantas de isomerización utiliza el flexicoque para encender hornos, también sirve para generar

energía.

Sistema eléctrico: se genera atravez dl agua controles nucleares, térmicos, o estas comen

energía solar, para que se muevan las maquinas de turbina.

Turbina: pueden ser vapor de agua de gas dependiendo de la fuente que se utiliza para

transformar la energía química en mecánica.

Aire comprimido: la aplicación del aire comprimido en la operación de plantas de proceso

incluye. Aire de instrumentos, el aire de proceso y el aire de servicio.

Demanda de aire de instrumentos: esta tiene un comportamiento estable y puede ser

determinada, cuantificando los requerimientos de cada instrumento. Este sistema se consume

en: transmisores, controladores, actuadores y posesionados de válvulas d instrumentación

electro neumática.

Demanda de aire de servicio y proceso: dependen de la continuidad de las operaciones para el

caso de aire de proceso y de las labores de mantenimiento para el caso del aire de servicio. Está

integrado por un sistema de distribución.

Sistema de agua de enfriamiento: el objetivo de este sistema es involucrar la transferencia de

calor de una sustancia a otra. Que puede aumentar o disminuir el calor como la salada para

enfriar.

Tratamiento de aguas servidas

Tratamiento primario:

a. Desbaste: tiene doble objetivo retener los objetos voluminosos de las aguas

residuales. Reducir los elementos flotantes.

b. Desarenadores: tiene por objeto eliminar las materias pesadas de granulo…superior a

200 micras, para proteger los conductos y las bombas contra la abrasión.

c. Decantación primaria: permite eliminar la mayor parte de materias en suspensión

sediméntales que representa el 65% de las materias en suspensión totales.

Tratamiento secundario:

a. Tratamiento biológico: Es un proceso biológico basado en microorganismos que

existen naturalmente y descomponen la materia orgánica. Como …..el líquido.

b. Decantación secundaria: Permite

LECTURA E INTERPRETACION DE PLANOS

PLANO: es el instrumento por medio del cual se puede representar gráficamente un objeto u

conjunto de objetos relacionados entre sí.

Elementos de un plano:

Detalle: es la representación gráfica de un elemento en ampliación de una de sus partes

a fin de facilitar su identificación y comprensión.

Leyenda: son instrucciones explicativas colocadas en un plano para facilitar la

interpretación grafica en ella se puede encontrar lo siguiente:

Identificación de símbolos, equipos, líneas, normas, abreviaturas, notas, lista de equipos

Cajetín: es un elemento de plano utilizado para la rotulación del dibujo donde se agrupa

toda la información en el extremo inferior derecho con los siguientes aspectos: nombre

o título, numero de plano, fecha de elaboración, autor , normas, nombre del propietario

Diagrama de flujo: es una representación gráfica de procesos donde se especifican todo

los equipos y los flujos a través de tuberías para obtener el producto deseado.

Tipos de plano: existen 5 tipos de planos

a) Planos mecánico: Son representaciones graficas de una pieza o equipo mecánico con

todas sus dimensiones y detalles

b) Planos eléctricos: son representaciones graficas convencionales q muestran valores,

cantidades o equipos eléctricos.

c) Planos de ubicación: son representaciones graficas de diferentes áreas, secciones o

equipos que integran un complejo industrial o una planta de procesos.

d) Planos de tuberías: son R.G. de equipos, tuberías y accesorios de una planta y son de 2

tipos: planos isométricos y planos orto métricos.

NORMAS

NORMAS API (american petroleum institute): contempla lo referente al proceso de fabricación

de procesos

NORMAS ASME (american society of mechanical engineers): contempla lo referente a los

procesos de diseño, fabricación, instalación y montaje pruebas y mantenimiento.

NORMAS DIN (deutsches institudfur normung): contempla la simbología para representar

gráficamente las instalaciones de tuberías, equipos y accesorios.

NORMAS ANSI (American national stantars institute): contempla lo referente acerca de las

abreviaturas y los símbolos utilizados para representar diagramas eléctricos, accesorios y de

tuberías.

CAPITULO 4 DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA

Es la separación física de una serie de cortes de H.C. mediante la aplicación de calor

posterior condensación y enfriamiento, la destilación atmosférica produce: gas,

gasolina, querosén, gasoil liviano, gasoil pesado y crudos reducidos (residuo largo).

La destilación se realiza desde 8 a 15 Psia. Y una temperatura de 350ºC o 670ºF

aproximadamente, este proceso de destilación es térmico y continuo, este proceso es

la subsiguiente como la conversión media y profunda.

Mediante el proceso de destilación se separan las fracciones volátiles y medianas del

petróleo permitiendo hacer productos livianos del tope de cabecera que se mezclan

para elaborar directamente productos comerciales como la nafta y la gasolina.

Cortes que se utilizan como material de alimentación a procesos extractivos o de

tratamiento con la finalidad de obtener de determinadas fracciones con altos grados de

pureza como el querosén.

Cortes laterales que se usan como materia prima que presenta la particularidad de

transformar o reordenar la constitución de las moléculas de los H.C. EJ: los gasóleos

El producto de fondo representa la fracción más pesada del crudo y es enviada como

carga al proceso de destilación al vacío.

Tipos de destilación: los tipos de destilación del crudo más usados son en la industria

petrolera.

destilación atmosférica

destilación al vacío

destilación a altas presiones.

Componentes básicos del proceso de destilación atmosférica:

a) Tanque de alimentación: una alimentación de procedentes de tanques con crudos

estratificados es responsable de cambios paulatinos en las variables de operación, la

presencia de agua en una torre fraccionadora provoca una vaporización violenta

trayendo como consecuencia un deterioro en su estructura interna, la carga ideal a la

planta debe ser homogénea para que no exista variación y debe estar de acuerdo a lo

establecido al diseño.

b) Intercambiador de calor: son equipos tubulares utilizados para efectuar la

transferencia de calor de un flujo a otro la finalidad es precalentar el crudo, con el calor

de cortes laterales y hace el ahorro del combustible en el horno.

c) Desaladores: son equipos que permiten remover el agua y sales de un crudo para

adecuarlo a su procesamiento en la refinería este proceso se basa en 2 fases:

1. Primera fase: consiste en la decantación y separación de emulsiones naturales

de crudo por efecto del calor

2. Segunda fase: es propiciada por un campo eléctrico, las gotas se atraen mutuamente donde la película estabilizara es exprimida entre ellas.

El agua presente en el crudo genera problemas de inestabilidad operacional en las columnas

de destilación atmosférica.

Para crudos livianos el porcentaje de agua es 0.5 % Vh20

Para crudos pesados el porcentaje de agua es 1.0% Vh20

d) hornos: La función del horno es efectúa la temperatura de la carga del valor ideal

requerido por el proceso bajo riguroso control de la misma.

e) Columnas o torres destiladoras: es un recipiente vertical diseñado para separar los

componentes de una mezcla son diseñadas de acuerdo a la temperatura y presión que

deben estar sometidas para lograr el fraccionamiento.

1. Características de una torre en función de diseño: pueden fraccionar

crudos, separar gases o productos a reacciones térmicas, trabaja a presiones

sobre la atmosfera. Es esencial un contacto contra corriente liquido-vapor, para

que se realice una ratificación constante.

2. Estructura de una torre de fraccionamiento:

a. platos o bandejas: son laminas o estructuras metálicas

colocadas transversalmente en la torre en un número

determinado por la altura de la misma, que mantiene un nivel

de líquido que desciende a través de cual burbujea el vapor q

asciende por la torre y lograr la rectificación del producto

específico.

b. distribuidores de reflujo: es un componente de la torre de

fraccionamiento que se encarga de suministrar el reflujo

proveniente de la parte externa al interior de la torre. Los tipos

de distribución de reflujo son para platos y zonas empacadas.

c. Otros Accesorios: tenemos empaques estructurados y malla

o rompe niebla

empaques estructurados en malla o rompe niebla

condensadores: son los vapores del tope de la torre

acumulados en un tambor de condensado previo paso

por un intercambiador de calor (enfriado)

despojadores: son tambores separadores donde se van

a rectificar el producto con vapor.

Secciones de una torre de destilación: tiene 3 zonas son:

zona de vaporización instantánea: es la zona de recibir alimentación a la torre de

destilación aproximadamente 354ºC y 670ºF. el flujo se dijurca para llegar a la zona de

vaporización en forma tangencial y en direcciones opuestas

zona de fraccionamiento: es la más larga con un total de 80% de la torre esta zona

comienza en la parte superior de la sección de la válvula constituida por mallas o

empacas con el fin de minimizar la contaminación de manchado de cortes laterales

hasta el tope. El proceso de la zona de fraccionamiento se desarrolla de la siguiente

manera: los vapores ascendentes tienen en cada plato la posibilidad de condensarse.

La temperatura en una bandeja es menor que la inmediata inferior y un poco mayor que la

inmediata superior. Las corrientes de líquidos desciendo a las bandejas inferiores, si en esa

mezcla van moléculas livianas correspondientes a bandejas superiores, subirán a estas en forma

de vapor para su condensación. Este proceso continuo de evaporizaciones y condensaciones

sucesivas conduce a una rectificación constante de contenido de cada plato.

Cortes laterales: son mezclas de HC retirados de la torre como productos de platos específicos

este contenido a un no es HC puro si no es una mezcla con el rango de ebullición dependiendo

de las especificaciones

zona de despojamiento: es la receptora de la parte pesada que de forma líquida

desciende de la zona de vaporización instantánea en contra corriente con los vapores

despojados, la zona de despojamiento de la torre se desarrolla de la siguiente manera:

La masa de vapores del fondo asciende y atraviesa la zona en dirección a la zona de rectificación.

PLATOS O BANDEJAS

MENEJO DE LIQUIDOS

rebode un plato

rebose de 2 platos

seccion de calmantes

chiminea

MANEJO DE VAPORES

platos perjorados

platos tipo jets

platos de valvula

platos de copas de burbujeo

El vapor despojador tiene un bloqueo automático en caso de una elevación excesiva de este

nivel para evitar el craqueo

Cortes de productos obtenidos en destilación

a) productos de tope: Al condensarse los vapores de tope son acumulados en el

tambor de condensado los gases disueltos no condensables a temperaturas y

presiones ordinarias q pasan a una planta de separadora de gases la salida de

estos se hace de una manera controlada y es utilizada para fijar la presión en la

torre.

b) Producto del primer corte lateral: el líquido que baja del tope llega al plato de

retiro de querosén la cantidad de condensado liviano q contiene es muy pequeño

y en su mayoría consiste de mezcla de HC que se llama querosén.

c) Producto del segundo corte lateral: Al igual que el primer corte lateral son

sacados líquidos de los platos más bajos se consigue la fracción llamada gasóleo

(diésel)

d) Productos de fondo: son las fracciones pesadas del hidrocarburo este residuo q

es el producto es utiliza como alimentación a plantas de destilación al vacío para

obtener lubricantes.

e) Fracciones principales:

FRACCIONES API A 60ºF PESO ESPESIFICO A 60ºF/60ºF

INTERVALO DE EBULLICIÓN EN ºC

INTERVALO DE EBULLICIÓN EN ºF

Nafta liviana 59,7 0,740 40-200 104-393

Nafta pesada 49,9 0,780 170-230 338-446

Querosen 45,3 0,800 200-208 392-536

Gasoleo 34,9 0,850 240-320 564-626

Residuo largo 22,3 0,920 residuo residuo

CAPITULO 5 DESTILACIÓN AL VACÍO

Descripción general: el término vacío no quiere decir ausencia total de presión si no que

la torre opera con una presión menor que la atmosfera (760 mmHg; 30 pulgHg). Mediante el

uso de La torre es posible destilar los residuos atmosféricos sin que ocurra el exceso de

descomposición térmica. El vacío se busca temperaturas de transferencia menores a 800ºF para

mantener la desintegración en un bajo porcentaje.

En la unidad de vacío se obtiene solo 4 tipos de productos son: diésel, gasóleo liviano de

vacío LVGO, gasóleo pesado de vacío HVGO, residuo de vacío.

Diésel: se utiliza como combustible (diésel marino)

Gasóleo liviano de vacío LVGO, gasóleo pesado de vacío HVGO, residuo de vacío: Se

utiliza como alimentación a la planta de craqueo catalítico después de desulfurarse en

la planta de hidrodesulfuracion (HDS)

Residuo de vacío: El producto de fondo se utiliza para alimentar a la planta de delay

coque (produce productos ligeros).

EL PROCESO DE DESTILACION AL VACIO SE DESARROLLA DE LA SIGUIENTE MANERA:

a) La dinámica interna de la torre se establece bajo los mismos principios de un proceso

atmosférico sin embargo debido a las bajas presiones el volumen de los vapores es muy

elevado y sensible a las fluctuaciones

b) Este proceso se verifica bajo el principio de energía balance y materia

c) El control de la torre para mantener las condiciones óptimas de operación requiere de

chorros de lavado y reflujo bien establecidos

d) Los vapores no condensados en el trayecto de la torre, llegan al tope de la torre en gran

medida, como el vacío depende de la cantidad de vapores y de eficiencia del equipo

generador del vacío, se puede disminuir ese volumen mediante la introducción del

reflujo circulante en los últimos platos que hará funcionar el tope como condensador

por contacto directo.

DESTILACIÓN A ALTAS PRESIONES

Descripción general: la destilación a altas presiones es un proceso que se aplica a los

productos más livianos del petróleo que no se pueden condensar a presión y

temperatura atmosférica. De tal forma que se aumenta el punto de ebullición y en

consecuencia a la temperatura a la cual se puede lograr la condensación.

A continuación se analizan las siguientes destilaciones a altas presiones: Destilación de

alta presión por separación de gases y

a) Destilación de alta presión por separación de gases: los productos livianos del

petróleo obtenidos de las operaciones de craqueo y reformación, y destilación

atmosférica no se pueden des condensar a T Y P atmosférica de modo que su

separación

Se efectúa destilándolos a presión mayor que la ambiental de ese modo

aumentamos el punto de ebullición y por secuencia la temperatura a la cual se

puede se lograr la condensación.

El proceso de destilación a alta presión de gases por separación se puede

visualizar con las siguientes fases:

La alimentación es el producto de fondo de una torre de

despojadora y entra por zona intermedia de la misma. Los

vapores de C3 y C4 asciende hacia el tope de la torre saliendo a

los condensadores y acumulándose en el tambor de tope

El agua presente en la corriente del tope es acumulada en la bota

del tambor, desde donde se envía por gravedad bajo control nivel

hacia el colector de aguas acidas.

La fracción de C3 Y C4 en el control de nivel del tanque la corriente

de fondo se envía bajo control de nivel hacia el tanque.

Controles ejercidos en el proceso:

Control de presión: se efectúa en el tope de la torre desviando parte do los

vapores del condensador

Control de temperatura: en una torre de desbutanizadora está ubicado en el

tope y en el fondo del tambor.

b) Destilación de alta presión por absorción de gases: este es empleado para la

separación de gases que hace uso de la diferencia de la solubilidad de los

distintitos hidrocarburos livianos en una fracción más pesada del petróleo

llamada aceite pobre (lean oíl).

Este método también se emplea en la purificación o tratamiento de gases.

Estas unidades de absorción se incluyen en un sistema más complejo para la

separación da las distintas fracciones de gases.

Ejemplo: la planta de craqueo catalítico se integra a una planta de separadora de

gas:

Los equipos en el proceso de destilación a alta presión son:

a) Re Hervidores: se emplea para proveer calor al fondo de una columna para

destilar HC livianos

b) condensadores: son equipos tubulares o intercambiares de calor encargados de

condensar los vapores de cabecera ya sean con agua salado o con ventiladores

de aire ( fan cooler)

c) tambor de destilados: tambor o tanque acumulador de destilados de

hidrocarburo condensado de los vapores de cabecera.

Anormalidades que existen en las torres destiladores: son

arrastre

vomito

goteo

inundación

a) arrastre: a altas cargas de vapores aumenta las velocidades produciéndose exceso de

arrastre de líquido que ira a contaminar el plato superior con partículas pesadas. El

fraccionamiento se verá afectado y se anula.

La forma de corregir es bajando la temperatura, de la carga, bajando la rata de

alimentación o vapor despojador.

b) Vomito: exceso de arrastre se produce el efecto del vómito, consiste en la inundación

del plato de tope y de casos más severos los platos inferiores también.

Forma de corregir es bajar la temperatura del crudo y disminuir la rata del vapor (control

de presión).

c) Goteo: cuando los flujos de vapor son bajos, existe una capacidad limitada para

sustentar el líquido en el plato, la columna hidrostática vence la energía de 2 vapores y

comienza un goteo rápido.

La forma de corregir es mantener o retornar las condiciones operacionales de la torre,

con las especificaciones de procesos establecidos en el diseño.

d) Inundación: son los altos cargas de líquido y los vapores, uno o más platos pueden

llenarse completamente de líquido de espuma, se puede detectar la inundación por el

aumento de presión, también se puede notar una reducción en el producto de fondo.

La forma de controlar es bajar la carga, temperatura, vapor despojador, reflujo.

Aspectos de seguridad: entre los problemas operacionales en los procesos de destilación

ocurren perturbaciones ocasionados por diversos factores ej: aire y fuego

Problemas generados por el agua: el problema generado por el agua en la

destilación atmosférica a 100 ºF y 200 ºF de presión atmosférica donde el un barril de

agua se transforma en 1,600 barriles de vapor.

Problemas generados por el aire: se tiene O2, CO2, el CO2 es uno de los que

intervienen en la formación de fuego o expulsión.

CAPITULO 6 Desintegración catalítica

Objetivo del proceso: Esta unidad tiene como objetivo transformar gasóleos de vacío para

producir: olefinas, propileno, polipropileno, butileno, amileno, que alimentan las plantas de

alquilación.

Química del proceso: en esta unidad se utiliza un catalizador sintético fluido de sílice-alúmina.

La característica más notables de los catalizadores de craqueo catalítico es que estos presentan

propiedades fuertemente acidas, muchos ensayos de craqueo han mostrado que la acides del

catalizador está relacionada con su actividad de manera tal que esta aumenta cuando se

aumenta la acidez del catalizador.

Reacciones predominantes:

craqueo de parafinas: dan lugar a la formación de olefinas y naftenos.

Craqueo de naftenos: en esta reacción los naftenos se craquean para formar olefinas

Des hidrogenación de naftenos: en esta reacción los naftenos se deshidrogenan y dan

formación de los aromáticos

Craqueo deshidrogenación y alquilación de aromáticos: los aromáticos al

craquearse forman diferente alquilo aromáticos y por deshidrogenación se forma el

coque.

Descripción del proceso: esta planta tiene por objeto convertir el gasóleo de vacío a gas seco,

olefinas, nafta de alto octanaje, destilados medios, productos pesados y coque mediante un

proceso de conversión catalítica.

El 10% de las reacciones ocurren en el reactor donde el coque producido deposita sobre el

catalizador y desactiva al mismo

Catalizador: en un sólido en forma de polvo que es mantenido en suspensión o estado fluid

izado, por los productos de reacción, por el vapor o por el aire de los recipientes y líneas de

transferencia del catalizador.

En este estado el catalizador se comporta como un fluido, lo que permite hacerlo circular entre

el reactor y regenerador el catalizador tiene 3 funciones.

1. Promover la reacción del proceso

2. Transporta el coque del reactor al generador para ser quemado

3. Transporta el calor producido en el regenerador al reactivo

La unidad de desintegración catalítica es compuesta por las siguientes secciones:

Sección de alimentación

Sección de reacción

Sección de fraccionamiento

Sección de livianos

Resumen de la carga de unidad catalítica:

Alimentación: la carga de gasóleo de vacío, carga de hidroproceso o de tanques llega a

un tambor de alimentación llamados también de amortiguación, ese tambor está

equipado de un control de nivel en la entrada de alimentación y un control de presión

de gama partida el cual permite o mantiene una presión deseada que sostiene el cabezal

de sección de la bomba de alimentación. Esta carga de alimentación sele del horno a

más o menos 760 ºF para luego entrar al tubo ascendente o elevador por medio de un

aro de 10 voquillas de entrada y es pulverizado (atomizado) por vapor de 145 psia (vapor

medio).

Reactor: en el tubo elevador comienza a reaccionar la carga con el catalizador 90%. Entra

al reactor completando la reacción del 10%, los vapores del reactor se introduce a unos

ciclones primarios y secundarios, los cuales desalgan los vapores de los hidrocarburos

livianos. A través de una cámara donde salen por el tope a la fraccionadora, por la parte

inferior de los ciclones es retirado el catalizador y devuelto al lecho del reactor.

Zona de despojador: esta zona está ubicada en el lecho denso del reactor, con una

inyección de vapor de 60 psia (vapor baja) son despojados los hidrocarburos atrapados

en el catalizador, este vapor también mantiene el catalizador fluidizado.

El catalizador es enviado por la línea de transferencia del reactor al generador utilizando

vapor como medio de transporte.

Regenerador: en el lecho denso del regenerador se quema el carbón mediante un

proceso de combustión donde se generan gases del mismo proceso logrando el

catalizador absorber calor y regenerarse.

Ffd

CAPITULO 7 LUBRICANTES

La planta de procesos de lubricantes se divide en 3 procesos:

Unidad de desasfaltacion

Unidad de extracion con solventes

Unidad de desparafinacion

Esta unidad produce aceite desasfaltado DAO aceite desparafinado, lubricante y

extracto de aceito.

UNIDAD DE DESASFALTACION

Esta unidad produce aceite dasasfaltado DAO o baseslubricantes apartir de reciduo corto.

Este proceso se aplica para la remoción de los constituyentes de (asfaltico) y recinosos de los

aceites lubricantes que se encuentran presentes en los productos de fondo de vacio.

Los alfaltenos son compuestos de strcutura molecular cíclicas y de cadenas cerrada, solidos a T

ambiente, que se encuentran disueltos en la carga de alimentación. El propano actua como

agente disolvente, disuelve los aceites las resinas que presentan el punto b¡mas bajo de

ebullición de la mexcla y ante los asfaltenos presentes poca afinidad, caso le permite

precipirtarlos en un proceso continuo y C3 liquido presenta las siguientes características de

solubilidad frente a las fracciones presentes en los residuos de la destilación al vacio: disuelve

las fracciones deñ aceite dasafaltado a cualquier T, no disuelve los asfaltenos ni aun a T

elevadas.

Flujo de procesos: el sistema desasfaltador está integrado por los siguientes componentes:

1. Sistema de alimentación

2. Sistema de desafaltacion

3. Sistema de recuperación del propano del asfalto

4. Sistema de recuperación de propano del aceite desasfaltado

5. Sistema de propano

1) Sistema de alimentación: el residuo corto es enfriado en uno de los intercambiadores

para propiciar la solidificación y precipitación de los asfáltenos presentes en el aceite,

para mantener la fluidez la carga, se le inyecta propano liquido o de predilucion, la

alimentación entra a la torre de extracción a una temperatura de 70ºC a través de la

parte superior de la torre.

2) Sistema de desafaltacion: la carga fluye a través de unos canales que la distribuyen a

la sección transversal de la torre esto contribuye a que haya un contacto íntimo de la

carga que fluye hacia abajo con la corriente de propano liquido ascendente que es

introducido por la parte inferior, la cual disuelve la mayor parte de aceite y deja que el

asfalto continúe fluyendo hacia el fondo.

Por el fondo de la torre sale una mezcla de asfalto y propano (10%p/p de propano), y

controlados por nivel. Después que el propano pasa la zona de entrada de la carga, en

su marcha hacia el tope la mezcla es calentada mediante un sistema de 4 serpentines

instalados dentro de la torre, estos serpentines usan vapor de media, la mezcla aceite

propano es calentada el material de menor solubilidad se precipita. El aceite

desasfaltado fluye hacia el tope de la torre, la mezcla que sale tiene un contenido de

DAO y propano (90%p/p de propano) la severidad de extracción esta controlada a 35ºC

en el fondo y 60ºC en el tope a una presión de 30 psia.

3) Sistema de recuperación del propano del asfalto: la mezcla asfalto propano sale del

fondo de la torre de extracción pasa a través de hornos para elevar la temperatura en

230ºC para lograr la separación del propano del asfalto. Por el tope el propano se

recupera hacia el tanque acumulador a una presión de 20 kg/cm2. Por el fondo la mezcla

de asfalto y el remanente de propano se dirige a la torre despojadora.

4) Sistema de recuperación del propano del aceite desasfaltado: la mezcla del DAO

y de propano que sale por el tope de lla torre de extracción a la torre espansora tiene

un diferencial de presión a 20kg/cm2 y temperatura a 60ºC y 90% en peso del propano.

a) Torre expanzora: La mezcla entra a la torre expansora un porcentaje del

propano por el tope de la torre expansora va al tanque acumulador para luego

ser introducido de nuevo al proceso por el fondo el DAO con remanentes de

propano es calentado en un horno hasta 220ºC propiciando la salida de la

mezcla por la parte media de la torre hacia la torre despojadora del DAO.

b) Torre despojadora: la mezcla de DAO y propano entran por la parte superior

de la torre y descienden sobre unos platos inducida por un diferencial de presión

de 20-0,15 kg/cm2. La inyección de vapor por el fondo de la torre activa la salida

del propano húmedo, por el fondo sale el DAO hacia almacenaje.

Los vapores de agua sale de la despojadora y entran al fondo del enfriador por

contacto directo del agua salada

5) Sistema de propano: los vapores de propano y agua que salen de los despojadores se

combinan y entran a la parte inferior del enfriador en contacto el compresor comprime

los vapores de propano enfriando desde presión atmosférica hasta la presión de

condensación del condensado

Para la prepacion de aceites de alto índice de vicosidad, se hace necesario reducir los

contenidos de los componentes aromáticos y naftenicos caracterizados por tener índices de

viscosidad inferior y son fácilmente oxidables, transormandose en productos solidos

insolubles totalmente inaceptables en un aceite lubricate por lo tanto se debe extraer esta

parte del aceite para mejorar su viscosidad ya que debe lubricar tanto en alta temperatura

y baja temperatura el solvente debe poseer las siguientes características:

alta gravedad especifica

tensión superficial

alta selectividad para aromáticos y naftenicos

las plantas se separan en 4 secciones:

1. Sección de extracion con solvente

2. Sección de recuperación del refinado

3. Sección de recuperación del extracto

4. Sección del solvente

Nota: el solvente en este proceso es el furfural o NMP(n-metil pirrolidona)

1)sección de extracion con solvente: La amientacion proviene de tanques o de las plantas de

vacio, es enviada hacia la torre extractora atravez de un intercambiador de calor, que luego es

introducida a la torre por la parte inferior. La solución de solvente es agregado por la parte

superior de la parte extractora y se despalza en contra corriente con la alimentación la parte

no disuelta del aceite sale por la parte superior de la torre extractora conteniendo

aproximadamente 10% de solvente. La parte diisuelta del aceite o face del extracto sale por el

fondo conteniendo la proporción de solvente de 90% el proceso de extracion es controlado

por 2 variables: la relación solvente carga y la temperatura aplicada en el fondo de la torre.

La rrecuperacion de solventes se efectua por 2 razones:

Para obtener productos puros y con buen punto de inflamación

para minimizar perdidas del solvente (reutilizar).

2) sección de recuperación del refinado: se separa el solvente del aceite y se recupera el

refinado con un contenido de solvente de 5 a 20 ppm.

La solución del refinado sale por el tope de la torre extractora y entra una alimentación al tope

de la torre de recuperación atravez de 2 lineas. Una línea pasa por el precalentado luego pasa

por el hornodonde eleva su T. y vaporiza el solvente. El aceite baja a la zona de despojadora

donde se efectua el despojamiento con G.N. por el fondo el refinado con muy bajo contenido

de solvente.

3) sección de recuperación de extracto: la solución de extracto sale por fondo de la torre,

extractora como alimentación a la torre recuperadora, es precalentada con los vapores del

solvente antes de entrar al horno donde se obtiene a T. necesaria para la vaporización del

solvente, el solvente húmedo al 80% se separa de la solución del extracto, y fluye hacia el tope

donde se une con los vapores

Daw: es el propano del aceite desasfaltado

Procesos de desparafinizacion

Los refinados resultantes del procesos de extracion a un posee alto índice de viscosidad por los

HC parafinicos o resinas que hacen al aceite totalmente inefectivo como lubricante donde

requieren ser disueltos atravez de un proceso donde interviene un solvente que diluya el

aceite y otro solvente que precipité la parafina donde se cristalizara progresivamente, para ser

separados con filtraccion a este proceso se le conoce con el nombre de desparafinizacion.

La planta de desparafinisacion de dive en :

alimentación

enfriamiento

filtración

recuperación de aceite filtrado

recuperación de parafina

recuperación de solventes (tolueno y propano)

1. alimentación: el aceite refinado se almacena en tanques provenientes de la

desasfaltacion y extracción con solventes-fulfural. Primero pasa por un calentador

para subir la T a 70ºC para disolver los asfaltenos presentes en la alimentación, al salir

se inyecta el solvente (tolueno-propano), los cuales son agentes que precipitan la

parafina. Luego es enfriado con agua salada para iniciar la formación de cristales de la

parafina.

2. Sistema enfriamiento: la carga se enfria con el aceite friltado proveniente de los

diferentes filtros rotativos aquí 15ºC de ahí pasa un tren de congeladores, para

alcanzar una temperatura a la carga de -18ºC y asi logra la formación de cristales para

obtener una separación efectiva de la parafina del aceite

3. Sistema de filtración: la parafina cristalizada es separada del aceite a través de filtros

rotativos.

4. Sistema de recuperación de aceite filtrado: las bombas succionan del tanque del

filtrado y bombea la mezcla ala primera torre que trabaja a una presión – o + 0.3

kg/cm2 antes de entrar a la torre el aceite recibe calor de los vapores que salen de la

torre de expansión, por el fondo de la primera torre la mezcla aceite solvente es

succionada y bombeada hacia el horno pre calentador a una temperatura 230ºC. la

mezcla entra a la torre primaria y la mitad del solvente se separa de la carga por

evaporización, la torre primaria de expansión trabaja a una presión entre 2,5-3

kg/cm2. El producto de fondo de la torre primaria de expansión consiste en aceite y

una pequeña cantidad de solvente.

El producto de la torre despojadora pasa a la torre de dozodorizadora para eliminar los

olores del solvente, el aceite del fondo de la torre dezodorizadora alimenta a la torre

de vacio donde se obtiene aceite seco y listo para ser almacenado.

5. Sistema de recuperación del parafina: la mezcla de parafina-solvente proveniente de

los filtros caen a un tambor colector, luego pasan por un calentador con vapor para

elevar su temperatura y llega a un tanque acumulador y luego pasa por un calentador

a 110ºC, luego entra a la torre de extracción de cera de ahí la mezcla parafina-solvente

va hacia el horno y eleva su temperatura a 200ºC, luego llega a la segunda torre de

expansión, por el fondo sale la parafina a la torre despojadora con vapor de 150 Psia,

finalmente es enfriada y enviada a almacenaje, la torre opera + 0 – de 0,3 kg/cm2

6. Ggfg

7.