Desarrollo Del Proceso De Una Planta De Destilación Para Obtener Su máximo Rendimiento, A Partir De Una Alimentación De Crudo Pesado Del Campo Merey, Estado Anzoátegui.

INTRODUCCION

Conversar de refinación nos envía directamente al petróleo, que desde su aparición tomo el control de nuestro planeta en los ámbitos de la generación de energía, así como el ámbito económico, es decir es la fuente más importante de energía y sustenta en un alto porcentaje la economía mundial.

El petróleo se encuentra en el subsuelo y está compuesto de manera general que su composición es de 76 a 86% de carbono y de 10 a 14% de hidrógeno, además contiene algunas impurezas mezcladas como oxígeno, azufre, nitrógeno y metales pesados. En su estado natural no ofrece grandes bondades como fuente de energía por lo que se hace necesario someterlos a varios procesos de refinación para separarlo, transformarlo y purificarlo y poder aprovechar sus múltiples derivados como: gasolinas, naftas, destilados, combustibles residuales, asfalto, lubricantes y ceras.

Una vez desalinizado y deshidratado el crudo es sometido al proceso de destilación donde se calienta previamente a una temperatura cercana a los 300° C por medio de un horno tubular, y luego es enviado la columna de fraccionamiento donde los compuestos del petróleo crudo son vaporizados, condensados y lavados repetidamente para lograr una separación satisfactoria. Esta columna es un cilindro vertical, que contiene platos horizontales debidamente espaciados, cada plato actúa como una barrera al paso del vapor hacia la parte superior de la columna.

El grado de separación depende del número de platos que tiene la columna. Conforme el vapor se desplaza hacia arriba se le fuerza a burbujear a través de la fase liquida de cada plato. Esto hace que los vapores se laven y den lugar a una gran porción del material de mayor peso molecular se disuelva en el liquido y regrese a los platos inferiores, mientras que los componentes más volátiles son vaporizados y pasan a los platos superiores. Repitiendo este proceso se obtiene una separación efectiva. En este proceso de separación física se obtienen distintas fracciones con diferentes puntos de ebullición, por orden decreciente de volatilidad, en gases, destilados ligeros, destilados intermedios, gasóleos y residuo. Este residuo es dirigido a la destilación al vacío para obtener cortes más livianos. Los diseños internos de algunas torres de vacío se diferencian de los de las torres atmosféricas en las cuales en lugar de platos se utiliza relleno al azar y pastillas separadoras de partículas aéreas.

Esta investigación consiste en la elaboración teórica para la destilación de 300000 BPD de crudo pesado mediante la destilación atmosférica y de vacío, partiendo de los valores esenciales de este proceso y en las posibles mejoras que se pueden aplicar para obtener una mayor eficiencia del proceso.

La eficiencia de este proceso se puede mejorar proponiendo cambios en el sistema en el intercambio de masa, de calor, y el control de procesos; actualmente ya existen estas mejoras en estos ámbitos por lo que se propone la incorporación de un horno eléctrico alimentado por celdas fotovoltaicas, ya que esto tendría un impacto ambiental.

OBJETIVO GENERAL:

Desarrollar el proceso de una planta de destilación para obtener su máximo rendimiento, a partir de una alimentación de crudo pesado del campo Merey estado Anzoátegui.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

 Obtener la mayor cantidad de destilado de acuerdo a la alimentación de la planta.

 Investigar los principios básicos del proceso de destilación de crudos.

 Estudiar las condiciones de operación de los equipos de destilación atmosféricas y al vacio.

 Identificar la importancia de la secuencia de los equipos en el proceso, y los factores que influyen en ellos.

 Realizar Balances de materia y energía de la planta de destilación de acuerdo a las características del crudo.

 Investigar sobre los avances tecnológicos en el área de destilación de crudos para el diseño de un esquema de la planta con tecnología de avanzada.

 Evaluar el proceso desde el punto de vista industrial a la vanguardia de la tecnología.

 Proponer innovaciones con el fin de hacer el proceso más eficiente desde el punto de vista económico, productivo, social y ambiental.

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO:

Actualmente las reservas de crudo liviano y mediano en el mundo se están agotando por el gran consumo energético de nuestra sociedad ya que la energía fósil es la que mueve al mundo, en tal sentido se deben buscar energía alternativas, pero mientras esto sucede los yacimientos de crudos pesado y extrapesados se convierten en una fuente obligada de hidrocarburos, ya que estos yacimientos conforman las reservas mas grandes a nivel mundial abarcando un 70% de dichas reservas que están compuestas por crudos pesados, extrapesados, bitumen y arenas petrolíferas.

En tal sentido se vienen haciendo grandes inversiones en estudios para aprovechar el crudo presente en estos yacimientos aumentando su rentabilidad en extracción, tratamiento y comercialización. El perfeccionamiento para tratar los crudos pesados en Venezuela es de vital importancia, principalmente porque nuestro país se subsiste de la renta petrolera y además posee unos de los reservorios de crudo pesado más grande del mundo específicamente en la faja petrolífera del Orinoco.

Para obtener productos útiles a la sociedad el crudo debe ser procesado en las refinerías, en la cual debe ingresarse en primera instancia al proceso de destilación atmosférica. La destilación es uno de los procesos más importantes en las refinerías de petróleo, ya que permite separar las distintas fracciones que componen el crudo, tales como gasolina, gasoil y un residuo de vacío. Los productos y subproductos originados en el, seguirán su transformación física y química en equipos diferentes aguas abajo por lo cual es muy importante que este proceso sea muy eficiente.

Una mayor eficiencia en la producción de gasolina en la destilación de crudo, conlleva a menor gasto energético y económico en la refinería. Esto es debido a que a mayor producción de gasolina, menor producción de residuos pesados los cuales necesitan ser tratados por otros procesos como los de craqueo térmico y catalítico.

CAPITULO I

FUNDAMENTOS TEORICOS

1.- DESTILACIÓN DE CRUDO:

La destilación atmosférica y al vacio se trata de unos de los primeros pasos que se le hace al petróleo en su refinación estos consiste en aprovechar las propiedades físico químicas de las materias primas para separarlas en fracciones de diferentes características , sin introducir cambios en la estructura química original de los componentes en esto consiste La destilación atmosférica que se basa en las diferencias de volatilidades ya que este proceso de destilación se realiza aprovechando los diferentes puntos de ebullición de los componentes del crudo.

Su aplicación es en la separación del crudo en productos intermedios de calidad específica. Los productos obtenidos son los siguientes: gases no condensables, gases licuados, gasolinas, naftas para la reformación, kerosene, diesel pesado, gasóleos y crudos reducidos. Para la obtención de estos productos, las etapas de destilación pueden ser una o más dependiendo de la materia prima.

Normalmente la primera etapa de una destilación atmosférica (bajas presiones) y las sub siguientes a presiones negativas (inferiores a la atmosférica) que es conocida como la destilación al vacio. La mayoría de los productos obtenidos en las diferentes etapas de la destilación son susceptibles de sufrir reprocesamientos, bien sea para obtención de otras fracciones por procesos de conversión y separación o bien para mejorar su calidad.

También tenemos que la mayoría de separaciones son por destilación, el uso de solventes puede aislar fracciones tomando en cuenta solubilidad relativa sin consideraciones de su volatilidad. Este tipo de separación se realiza en varias etapas dependiendo del grado de separación deseado.

1.1.- TIPOS DE DESTILACIÓN DE CRUDO:

1.1.1.- Destilación TBP (True Boiling Point):

 En esta destilación requerimos de una relación no tan alta, la cual puede ser controlada por un sistema automático.

 Entre los mecanismos de operación se encuentran la destilación a presión atmosférica y a presiones reducidas de (100 -5 mmHg). [3]

Figura 2.- Diagrama destilación TBP

Es posible tener una transformación de una destilación ASTM D-86 a TBP, con el fin de verificar los cortes de productos. [3]

Figura 3.- Diagrama destilación D-86

1.1.3.- Destilación D-1160 y destilación D-86:

Es posible tener una transformación de una destilación ASTM D-86 a TBP, con el fin de verificar los cortes de productos. Es una metodológica equivalente a la destilación TBP, pero esta es menos precisa ya que solo requiere un plato teórico y de mucho menor tiempo de ejecución y esta es útil para el seguimiento operacional de una columna [3]

Figura 4.- Diagrama destilación D-1160

1.2.- DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA DEL CRUDO:

La destilación atmosférica es el primer proceso de refinación al que es sometido un crudo después de la deshidratación, es una etapa clave e imprescindible en la refinación; la destilación de un crudo de

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