Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP
-
Upload
mihail-meza-apolinario -
Category
Documents
-
view
467 -
download
0
Transcript of Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 1/17
INFORME Nº 001-CEIQ(02)-11
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
E.A.P: INGENIERIA QUIMICA
ASUNTO: PROYECTO DE DISEÑO DE PROCESOS
PLANTA: MODERNIZACION DE LA REFINERIA TALARA
UNIDAD: TRATAMIENTO DE GLP
TEMA: ESTIMACION DE LA INVERSION
EQUIPO DE TRABAJO:
1.-Meza Apolinario Mihail Marino………………..08070149
2.-Tinco Sulca Mirian Janeth…………………………08070141
CURSO: Cálculos económicos
PROFESOR ASESOR: MA.Ing. José Porlles Loarte
FECHA:
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 2/17
1) DESARROLLO DEL DISEÑO DE PROCESOS:
1.1) Capacidad de la planta y condiciones de operación:
La unidad de tratamiento de Gas Licuado de Petroleo reduce el contenido de azufre en la
alimentación de Gas, convirtiendo los mercaptanos en disulfuros ya sea in situ o por
posterior extracción con una solución caustica. La alimentación de GLP a tratar es una
mezcla de propano (C 3H8 ), butano (C 4H10 ) principalmente además de mercaptanos (R-SH)
provenientes de la UDP, FCC, UFC, entre otras unidades. El proceso realizado es de tipo
continuo donde el obrero trabaja 8 horas por turno, es decir 224 horas a l mes o 2688 horas
anuales.
La tecnología usada en esta unidad es de la compañía francesa AXENS IFP.
1.2) Descripción del proceso:Objetivo:
Reducción del contenido de azufre del GLP proveniente de la Planta de la alimentación a menos
de 80 ppm en masa.
Fundamentos del Proceso:
• El tipo de proceso usado por la compañía Axens es el proceso SULFREX que
convierte a los mercaptanos presentes en el GLP en disulfuros, posteriormente
estos serán extraídos con unas solución caustica.
• La conversión de mercaptanos a disulfuros se alcanza catalíticamente por medio deun complejo quelato especifico en presencia de oxigeno y una solución caustica.
• El catalizador usado en el proceso es el LCPS 30 que es propiedad de dicha
compañía francesa por lo que no se pudo conseguir muchos datos sobre dicho
catalizador, este catalizador se encuentra en estado liquido y es usado para la
oxidación líquido-líquido mercaptano catalítico, ya sea por el proceso de extracción
o por el proceso de endulzamiento directa (LPG, NGL, gasolinas ligeras y pesadas,
ya sea directamente o ejecutar agrietado de la FCC, Coker y craqueo térmico,
querosenos, combustible para aviones).
• Los mercaptanos R-SH son compuestos sulfurosos indeseables porque son
perjudiciales a los catalizadores de uso posterior, pueden reaccionar con otrasimpurezas formando gomas, entre otras desventajas; que bajarían el rendimiento
del proceso. • El GLP de la alimentación del proceso proviene un 70% de la unidad de Craqueo
Catalitico Fluidizado (FCC), un 18% de la unidad de flexicoquer (UFC) y un 12% de la
unidad de destilación primaria (UDP) y otras; estos porcentajes están en volumen. • El proceso consta de dos secciones, llamadas: de Reacción y de regeneración
caustica.
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 3/17
• En la sección de reacción (Endulzamiento) ocurre un prelavado caustico y la
neutralización de los mercaptanos con soda de la presente sección sale GLP dulce y
soda azufrada. • En la sección de regeneración cautica (Extracción) es usado el catalizador LCPS 30
con oxigeno, para tratar la soda azufrada saliente de la sección de reacción, toda la
soda regenerada es recirculada nuevamente a la alimentación de GLP de la zona de
reacción.
• Las condiciones operativas son: temperatura ambiente (23oC) y una presión que
mantenga al GLP en estado líquido (5 atm aprox). • Este proceso tiene por condición reducir el nivel de azufre de 1400ppm a menos de
80 ppm para cumplir con la normativa del país. • La zona de importancia en el proceso es la sección de endulzamiento, debido a que
en esta zona se obtiene el GLP dulce (que es el producto que interesa).
Esquema general del tratamiento de GLP:
Capacidad: 8000BPD
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 4/17
1.3) Principales reacciones presentes en el tratamiento de GLP:
• Reacciones que ocurren en la zona de endulzamiento:
- Neutralización de COS Y H 2S
Prelavado Cáustico:
COS + H2O CO2 + H2S
H2S + 2 NaOH Na2S + 2 H2O
CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O
- Neutralización de los Mercaptanos
Extractor (con Soda):
2 RSH + 2 NaOH 2 RSNa + 2 H20
• Reacciones que ocurren en la zona de regeneración:
- Regeneración de la Soda
Oxidador (con Oxígeno y Catalizador LCP30):
2 RSH + ½ O2 RSSR + H2O
2 RSNa + ½ O2 + H20 RSSR + 2 NaOH
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 5/17
1.4) Diagrama de Proceso:
a) Diagrama de Bloques:
• Diagrama de bloques cualitativo:
Tratamiento de GLP
Soda caustica
GLP
Soda azufrada
Agua
GLP dulce
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 6/17
Diagrama de bloques cuantitativo (Flujo másico):
Tratamiento de GLP
Soda caustica
GLP
Soda azufrada
Agua
GLP dulce
2.33 TM
652 TM
37.86 TM
0.53 TM
687 TM
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 7/17
Diagrama de bloques cuantitativo (Flujo volumétrico):
Procedencia del GLP Barriles por dia
Unidad de craqueo catalítico Fluidizado (FCC) 5600
Unidad de flexicoker (UFC) 1450
Unidad de destilación primaria(UDP), y otras 950
Tratamiento de GLP
Soda caustica
GLP
Soda azufrada
Agua
GLP dulce
10 BPD
7600 BPD
4BPD
414 BPD
8000 BPD
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 8/17
Diagrama de bloques cuantitativo (Porcentaje en volumen):
Procedencia del GLP % volumen
Unidad de craqueo catalítico Fluidizado (FCC) 70
Unidad de flexicoker (UFC) 18
Unidad de destilación primaria(UDP), y otras 12
Tratamiento de GLP
Soda caustica
GLP
Soda azufrada
Agua
GLP dulce
0.12%
95%
0.08%
5%
99.8%
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 9/17
Compuesto Masa (TM) Volumen (Barriles) %volumen
Entrada GLP 687 8000 99.8
Soda Caustica 2.33 10 0.12
Agua 0.53 4 0.08
Salida GLP dulce 652 7600 95
Soda Azufrada 37.86 414 5
b) Diagrama de Flujo de procesos (PFD)
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 10/17
2) ESTIMACION DE
Técnica del costo mod
El cálculo del costo de lamodular expuesta en elProcesses” Turton. Pag
LA INVERSION FIJA:
lar:
unidad de tratamiento de GLP se basa en lcapítulo 7 de “Analysis, synthesis, and
CEPC
CEPC
la técnica del costoesign of Chemical
(2001) 394
(2011) 585
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 11/17
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 12/17
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 13/17
3) APENDICE:
Cálculos del balance de materiales:
Para el presente balance de materia se tomara en cuenta las siguientes suposiciones:
• Este balance es para un dia de producción.
• El balance se realiza en estado estacionario.
• La concentración inicial de azufre es de 1400ppm.
• La concentración final de azufre se asume 50ppm (un valor estándar debido a que
debe cumplir que dicha concentración debe ser menor a 80ppm).
• El balance de soda y de agua se realiza de acuerdo a la estequiometria del proceso.
• La densidad de la soda a la entrada no es la misma que la soda sulfurada de la
salida.
Variables a usar:
VeGLP: Volumen de entrada del GLP
VsGLP: Volumen de salida del GLP
meGLP: Masa de entrada del GLP
msGLP: Masa de salida del GLP
mazufre: Masa de azufre acumulada en el GLP
mH2S: Masa de sulfuro de hidrogeno acumulada en el GLP
mNaOH: Masa de entrada de Soda caustica.
mH2O: Masa de entrada de agua
msoda azufrada: masa de salida de soda azufrada
ρGLP: Densidad del GLP
ρNaOH: Densidad de la soda
ρH2O: Densidad del agua
ρsoda* : Densidad de la soda azufrada
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 14/17
o Corriente de entrada:
3
3
1272
1
158987.08000 m
barril
mbarrilesV GLP
e=×=
3540
m
kg GLP = ρ
TM kg m
kg mm e
GLP 68768688054012723
3==×=→
o Corriente de salida:
3
3
12081
158987.07600 m
barril
mbarrilesV GLP
s=×=
TM kg m
kg mm s
GLP 65265232054012083
3==×=→
Balance de azufre:
Concentración inicial de azufre: 1400ppm
Concentración final de azufre: 50ppm
TM TM TM m azufre 93.0105065210140068766=××−××=
−−
TM azufreTM
S H TM azufreTM m S H 99.0
32
3493.0
2
2
=
⋅
⋅×⋅=
Balance de soda caustica (NaOH):
TM S H TM
NaOH TM S H TM m NaOH 33.2
.34
.402.99.0
2
2=
××=
Balance de agua:
TM S H TM
O H TM
S H TM m O H 53.0.34
.18
.99.02
2
22 =×=
Del balance total:
azufrada soda
s
GLP O H NaOH
e
GLP mmmmm.2
+=++
azufrada sodamTM TM TM TM .
65253.033.2687 +=++
TM m azufrada soda 86.37.
=
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 15/17
o Determinación de los volúmenes:Volumen de NaOH:
31520mkg NaOH = ρ
barrilesm
barril m
m
kg kg V NaOH 10
158987.0
15329.115201033.2
3
3
3
3=×=÷×=
Volumen de H2O:
31000
2 m
kg O H = ρ
barriles
m
barril m
m
kg kg V O H 4
158987.0
153.010001053.0
3
3
3
3
2
=×=÷×=
El Volumen de soda azufrada es calculada por el balance de volumen debido a que su densidades diferente a la de soda pura:
azufrada soda
s
GLP O H NaOH
e
GLP V V V V V .2
+=++
azufrada sodaV barrilesbarrilesbarrilesbarriles.
76004108000 +=++
barrilesV azufrada soda 414.
=
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 16/17
4) CONCLUSIONES:
5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/estudio-al-proceso-de-tratamiento-de-glp 17/17
5) BIBLIOGRAFIA: