Maestría en Ingeniería Química · 2018
Evaluación de tecnologías para incrementar la capacidad de procesamiento de h2s en las unidades recuperadoras de azufre II y IV en la refinería de Barrancabermeja
El procesamiento de sulfuro de hidrogeno (H2S) en las unidades Claus es importante para la industria debido a que reduce las emisiones de gases ácidos a la atmosfera y asegura la producción de azufre. Con el objetivo de determinar la tecnología que brinda la mejor alternativa para incrementar del procesamiento de sulfuro de hidrogeno (H2S) de las unidades de azufre II y IV de la refinería de Barrancabermeja, se evaluaron las tecnologías de enriquecimiento del aire con oxígeno, quemadores de mayor eficiencia y tecnología súper Claus utilizando la simulación mediante el programa ASPEN HYSYS versión 8.8 y determinando posteriormente correlaciones entre las variables de procesos para definir rangos de operación óptimos y de estabilidad. Para la simulación fue necesario seleccionar los paquetes termodinámicos a través un árbol de decisiones. El reactor de carga fue simulado como un reactor de conversión, de acuerdo con sus especificaciones de diseño y las condiciones actuales al igual que los intercambiadores de calor y tambores de separación teniendo en cuenta los últimos seis meses de operación con el objeto de alcanzar un modelo cercano al proceso real y lograr una validación confiable. Para la determinaron de correlaciones se plantearon variables críticas y se diseñaron los sistemas de la alternativa elegida, con el uso de análisis de sensibilidad se logró definir la capacidad de respuesta del diseño del procesamiento de gases ácidos y la disponibilidad de incremento de carga de gas ácido y aire, además de definir un modelo de predicción para relacionar el flujo de aire, oxigeno adicionado, gas ácido y producción de azufre. La conclusión de este trabajo sugiere la implementación de la tecnología de enriquecimiento con oxígeno dado el valor de la relación beneficio/costo, logrando el incremento de carga acida, que se traduce en menor emisión de H2S y mayor producción de azufre *
Texto completo 173 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 17
- 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 20
- 2. OBJETIVOSp. 25
- 2.1 OBJETIVO GENERALp. 25
- 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOSp. 25
- 3. MARCO CONCEPTUALp. 26
- 3.1 ENRIQUECIMIENTO CON OXÍGENOp. 28
- 3.1.1 Niveles de enriquecimiento con oxígeno Tp. 30
- 3.2 TECNOLOGÍA DE QUEMADORES LU VENTURIp. 34
- 3.3 TECNOLOGÍA SÚPER CLAUSp. 37
- BARRANCABERMEJA-ECOPETROLp. 41
- 3.4.1 Sección de acondicionamiento y control de cargap. 41
- 3.4.2 Conversión de azufrep. 41
- 3.4.3 Disposición y almacenamiento del azufre líquidop. 43
- 3.5 SIMULACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIOp. 43
- 3.6 TASA INTERNA DE RETORNO (TIR)p. 44
- 3.7 DETERMINACION DE EMISIONES DE H2S A LA ATMÓSFERAp. 45
- 3.8 MARGEN BRUTO DE REFINACIONp. 45
- 3.9 ANÁLISIS DE VARIANZAp. 46
- 3.9.1. Normalidadp. 47
- 3.9.2. Homogeneidad de varianzas o homocedasticidadp. 47
- 3.9.3. Linealidadp. 48
- 3.9.4. Independenciap. 48
- 3.10 MODELO DE REGRESIÓN LINEALp. 48
- 5. METODOLOGÍAp. 54
- 5.1 INFORMACIÓN DEL CASO DE ESTUDIOp. 54
- ÁCIDOp. 54
- ACTUALp. 22
- RECUPERADORAS DE AZUFRE II Y AZUFRE IVp. 61
- 5.4.1 Enriquecimiento de Oxígenop. 62
- 5.4.1.1 Evaluación del rendimiento del proceso de enriquecimiento de oxígenop. 62
- oxígenop. 18
- 5.4.2 Alternativa de Cambio de quemador (Lu Venturi)p. 65
- Venturi)p. 65
- 5.4.2.2 Evaluación económica para la implementación de Lu Venturip. 65
- 5.4.3 Alternativa de cambio súper Claus (reactor con oxidación selectiva)p. 68
- 5.4.3.1 Evaluación rendimiento del proceso súper Clausp. 68
- 5.4.3.2 Evaluación económica para la implementación de súper Clausp. 68
- 6. ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 70
- DEL PROCESO ACTUAL DE GAS ÁCIDOp. 70
- INCREMENTAR PROCESAMIENTO DE GAS ÁCIDOp. 77
- Súper-Claus (oxidación catalítica selectiva)p. 84
- Lu Venturi y Enriquecimiento de gas ácidop. 87
- INCREMENTO DE UTILIDAD Y MARGEN DE REFINACIÓNp. 92
- enriquecimiento del oxígeno en el airep. 93
- Clausp. 94
- EVALUACION DE INCREMENTO DE MARGEN DE REFINACIONp. 97
- 6.5 EVALUACIÓN DEL MARGEN DE REFINACIÓNp. 100
- 7. CONCLUSIONESp. 102
- 8. RECOMENDACIONESp. 104
- BIBLIOGRAFÍAp. 105
- ANEXOSp. 111
- recuperadoras de Azufrep. 21
- nivel bajop. 31
- Figura 3. Reactor térmico modificado de la URA con inyección de oxígenop. 32
- con diferentes niveles de oxígenop. 34
- Figura 5. Quemador de alta eficiencia en reactores térmicos tipo lu venturip. 36
- Súper Claus)p. 40
- UOP1 sección ambientalp. 42
- recuperadora de azufre (URA IV)p. 59
- incrementar capacidad de procesamiento de H2Sp. 64
- con enriquecimiento de gas ácido para incrementar procesamiento de H2Sp. 67
- con catalizador de oxidación selectiva en el último reactorp. 69
- las plantas recuperadoras de azufre (Azufre II, y Azufre IV)p. 22
- Tabla 2. Principales componentes de la carga a las unidades URA II y IVp. 43
- Tabla 3. Análisis Anovap. 49
- Tabla 4. Procesos de tratamiento de gas ácido (H2S)p. 52
- Tabla 5. Recomendaciones para escogencia del modelo termodinámicop. 57
- unidad de azufre IVp. 58
- de azufre contra la simulación de dicho proceso para validación de simulaciónp. 71
- de Varianzap. 72
- gases de cola. Análisis de varianzap. 73
- de cola. Análisis de varianzap. 74
- punto óptimo de operación con GADAR y sin GADARp. 76
- flujos de gases ácidos, flujo de aire y fracción de oxígenop. 79
- oxígenop. 18
- oxígenop. 18
- GADAR y airep. 83
- azufrep. 62
- azufrep. 62
- gases de colap. 25
- GADAR y airep. 83
- función de flujo de aire, flujo de GAA y flujo de GADARp. 89
- los gases de cola en función de flujo de aire, flujo de GAA y flujo de GADARp. 90
- función de flujo de aire, flujo de GAA y flujo de GADARp. 91
- GADAR y airep. 83
- oxígeno en el aire al quemadorp. 93
- oxígeno en el aire al quemadorp. 94
- Clausp. 95
- Clausp. 95
- Venturip. 96
- Venturip. 96
- procesamiento de H2Sp. 64
- tecnología de enriquecer con oxígenop. 101
- recuperación de azufre (Azufre IV)p. 112
- para el caso de producción de azufrep. 114
- prediciendo contenido de H2Sp. 115
- prediciendo contenido de SO2p. 116
- oxígeno de la unidad de recuperación de azufre (Azufre IV)p. 117
- la unidad de recuperación de azufre (Azufre IV)p. 120
- la unidad de recuperación de azufre (Azufre IV)p. 122
- Anexo I. Evaluación de costos de implementar la tecnología Súper Clausp. 127
- Anexo J Evaluación de costos de implementar tecnología Lu-Venturip. 129
- Anexo L. Evaluación económica al implementar tecnología Súper-Clausp. 135
- Anexo M. Evaluación económica al implementar tecnología Lu-Venturip. 138
- crudop. 141
- refinación de crudop. 142
- Anexo P. Utilidad por mayor procesamiento de H2Sp. 143
- Anexo Q. Selección del paquete de termodinámica apropiadop. 144
- Anexo S. Resultados 2017 Del Grupo Empresarial Ecopetrolp. 146