Maestría en Ingeniería Química · 2017
Evaluación integral de esquemas operativos para el incremento de la concentración de Propileno Grado Refineria (PGR) de la refinería Barrancabermeja
Este proyecto fue planteado para darle mayor valorización al propileno grado refinería producido en la refinería de Barrancabermeja, buscando los esquemas operativos capaces de la incrementar la concentración de un 70% contra un 99% que es lo requerido para la industria de producción de polipropileno. Para dar solución a este problema se contempla el uso de activos de la refinería con disponibilidad y confiabilidad para desarrollar dicha operación. Para definir los equipos de destilación a seleccionar, se realizó un estudio por simulación de procesos, de forma rigurosa de los diferentes equipos a utilizar para determinar cada esquema operativo, además de realizar un análisis de sensibilidad que permita determinar las condiciones óptimas de operación, para lograr la mayor recuperación de margen bruto en la venta de propileno. La simulación se desarrolló bajo el modelamiento utilizando el método de PR-SRK, definido por árbol de decisiones y las recomendaciones de ASPENTECH en el uso de cada modelo termodinámico. Las torres fueron simuladas de acuerdo con las hojas de especificaciones y las diferentes consideraciones de alturas entre platos, condensador, rehervidor y procesos de reflujo para incrementar recuperaciones de propileno. Para precisar la simulación y cálculos de intercambiadores de calor se utilizó simulación de diseño riguroso bajo la herramienta EDR (Exchanger Design & Rating) tomando datos exactos de planta con todas las configuraciones mecánicas. Se determinaron relaciones entre variables de procesos para definir rangos de operación óptimos y de estabilidad, donde se plantearon variables como flujo de carga, carga térmica, reflujos y rendimientos todo esto apoyados bajo teorías definidas como Fenske, Underwood y propias de Aspentech
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 13
- 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 16
- 2. OBJETIVOSp. 18
- 2.1 OBJETIVO GENERALp. 18
- 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOSp. 18
- 3. MARCO CONCEPTUALp. 19
- 3.1 REFINACIÓN DE PETROLEOp. 19
- 3.1.1 Principales procesos de refinaciónp. 20
- 3.1.2 Destilación al vacíop. 20
- 3.2 UNIDAD DE CRAQUEO CATALÍTICOp. 22
- 3.3 OBTENCIÓN DE PROPILENO GRADO REFINERÍAp. 24
- 3.4 ESQUEMAS DE DESTILACIÓN PARA PURIFICACIÓNp. 27
- 3.5 SIMULACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIOp. 30
- 4. MARCO REFERENCIALp. 32
- 5. DISEÑO METODOLÓGICOp. 35
- PROPILENOp. 17
- INCREMENTAR CONCENTRACIÓN DE PROPILENOp. 39
- 5.3 VARIABLES DE ESTUDIOp. 42
- 5.3.1 Análisis de Variabilidad y capacidad del procesop. 42
- 5.3.2 Análisis Energético y de margen bruto de refinación y craqueo catalíticop. 45
- 6. ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 48
- 6.1. ANÁLISIS DE SIMULACIÓN RIGUROSA DE LA TORRE ACTUALp. 48
- INCREMENTAR CONCENTRACIÓN DE PROPILENOp. 39
- 6.2.1 Esquema de destilación compleja (A)p. 51
- 6.2.2 Esquema de destilación compleja (B)p. 52
- 6.2.3 Esquema de destilación compleja (C)p. 53
- 6.2.4 Esquema de destilación compleja (D)p. 54
- 6.3 ANÁLISIS DE VARIABILIDAD Y TENDENCIASp. 56
- 6.4 ANÁLISIS DE RECUPERACIÓN ENERGÉTICAp. 60
- 6.5 EVALUCIÓN DEL MARGEN DE PURIFICACIÓN DE PROPILENOp. 60
- 7. CONCLUSIONESp. 63
- 8. RECOMENDACIONESp. 65
- CITAS BIBLIOGRÁFICASp. 66
- BIBLIOGRAFÍAp. 71
- ANEXOSp. 76
- craqueo catalíticop. 17
- Tabla 2. Recomendaciones para escogencia del modelo termodinámicop. 36
- Tabla 3. Condiciones de las corrientes de propano-propileno a procesarp. 37
- Tabla 4. Resumen de tabla ANOVA y aleatoriedad de la toma de datosp. 44
- Tabla 5. Resumen de tabla ANOVA y aleatoriedad de la toma de datosp. 44
- propileno obtenido en la torre T564 (Real Vs Simulado)p. 49
- obtenido en las torres T563 y T561 simuladas, con referencia de la T564p. 49
- simulación de los diferentes esquemasp. 56
- Tabla 9. Análisis de varianza de la regresiónp. 57
- Tabla 10. Coeficientes de la correlación y validez estadísticap. 57
- Tabla 11. Resumen estadístico de coeficiente de correlaciónp. 58
- producción de propilenop. 59
- simulaciónp. 39
- este documentop. 61
- Tabla 15. Margen bruto actual de purificación de propilenop. 62
- Tabla 16. Margen bruto del escenario simulado propuesto por MARINp. 62
- simuladap. 62
- Figura 1. Diagrama de Bloques Recuperación de Propilenop. 17
- Figura 3. Rangos de temperatura para la refinería de Barrancabermejap. 20
- Figura 4. Esquema típico de una unidad al vacíop. 22
- Figura 5. Esquema típico de una Unidad Destiladora de Crudop. 23
- craqueo catalíticop. 26
- productosp. 30
- Figura 9. Diagrama de flujo para la selección del paquete termodinámicop. 31
- propilenop. 17
- para concentrar propilenop. 34
- concentración de propilenop. 30
- expuesto en la Figura 7 como ítem (A)p. 41
- compresor como bombas de calorp. 47
- de la operaciónp. 77
- Anexo B. Simulación del rehervidor de la torre T-564, tipo BKUp. 78
- Anexo C. Simulación de la torre T-563 basados en los resultados de la T564p. 79
- Anexo D. Simulación del rehervidor de la torre T-561, tipo BKUp. 80
- T564p. 38
- Anexo F. Intercambiador de calor del fondo de la torre T-561 TEMA BHUp. 82
- T561 y gases y líquidos de la cima de la T563 hacia T561p. 83
- T561 y gases de la cima de la T563 hacia T564p. 84
- T561 y fracción de la cima de la T564 hacia la cima de la T561p. 85
- T561 y fracción de la cima de la T564 hacia la cima de la T563p. 86
- compresor como bomba de calorp. 88
- de propileno para el caso (C) seleccionadop. 89
- propileno para el caso (C) seleccionadop. 91