Hysys. Destilación Atmosférica de crudo Petrolífero.bibing.us.es/proyectos/abreproy/20285/fichero/Archivo+Anexos.pdf · Hysys. Destilación Atmosférica de crudo Petrolífero

Hysys. Destilación Atmosférica de crudo Petrolífero. Miguel Ángel García Gallego

117

ANEXOS.

Anexo I. Libro de crudo del Arabia Ligero.

Anexo II. Banco de datos de crudos.

Anexo III. Clasificación de crudos.

Anexo IV. Obtención de datos.

Anexo V. Tutorial de refino.


118


119

ANEXO I. Libro de crudo del Arabia Ligero.

CRUDO ARABIA LIGERO MUESTRA TOMADA A LA DESCARGA DEL B/T…..

Fecha 05 de mayo de 1989 Hoja 1

PROPIEDAD UNIDAD NORMA CRUDO

Densidad relativa 15,5/15,5ºC

ASTM D 1298 0,8632

ºAPI

ASTM D 1298 32,42

Azufre % peso ASTM D 4294 1,8

Presión de vapor Reid psig ASTM D 5191 3,5

Punto de vertido ºC ASTM D 97 -21

Viscosidad a 20ºC cSt ASTM D 445 11,6

Viscosidad a 40ºC cSt ASTM D 445 6,7

Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 4,48

Sulfhídrico disuelto ppm REPSOL 6

Sulfhídrico evolucionado a 340ºC ppm REPSOL 70

Nitrógeno ppm Quimiluminiscencia -

Vanadio ppm ASTM D 1548 20

Níquel ppm Abs. Atómica 5,5

Número de Neutralización mgKOH/gr ASTM D 664 0,08

Agua por destilación % vol ASTM D 4006 menor a 0,1

Hidrocarburos C1-C4 % peso Cromat. Gases

C2 0,02

C3 0,18

i C4 0,13

n C4 0,7

i C5 0,6

n C5 1,15


120

CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 2

CURVA TBP

Curva TBP

Temperatura, ºC % vol

15 1,49

65 5,79

77 6,39

105 9,93

132 14,17

155 18,43

160 19,82

190 24,83

213 29,39

216 29,96

240 34,19

261 38,58

284 42,97

299 45,67

325 49,98

335 52,42

355 54,86

370 59,51

412 64,11

427 66,38

445 69,77

468 73,17

494 76,56

520 79,95

538 82,73

565 85,48

RECOMPOSICION CURVA TBP

Fracción, ºC % vol % peso

LPG

C5-77 4,8 3,59

77-105 3,54 2,89

105-160 9,89 8,57

160-190 5,01 4,52

190-216 5,13 4,69

216-240 4,23 3,94

240-299 11,84 11,08

299-335 6,75 6,71

335-370 7,08 7,26

370-427 6,87 7,13

427-565 19,1 20,82

565+ 14,83 17,77

370+ 40,8 45,72

538+ 17,58 20,83


121


NAFTAS

PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO ºC

C5-77 77-105 105-160

Rendimiento s/crudo % vol

4,8 3,54 9,89

Rendimiento s/crudo % peso

3,59 2,89 8,57


ASTM D 1298 0,6456 0,7047 0,748

ºAPI

ASTM D 1298 87,68 69,29 57,67

Azufre mercaptano ppm UOP 163 66 81 96

Azufre total % peso ASTM D 2622 0,006 0,01 0,028

Análisis PIONA % vol Crom. PIONA

i-Parafinas

41,02 34,67 36,29

n-Parafinas

50,41 42,27 32,73

Naftenos

7,36 17,62 17,96

Aromáticos

0,92 4,96 12,21

Total olefinas

0,29 0,48 0,74

Polinaftenos

0,02

Superior 299ºC

0,05

Numero de octano Research

ASTM D 2699

Numero de octano Motor

ASTM D 2700

Número de neutralización mgKOH/g ASTM D 947 0,01 0,02 0,02

Presión de vapor Reid psig ASTM D 5191 4,6 1,5 0,5

Destilación ºC ASTM D 86

P. Inicial

34 75 108

5 % vol

39 81 117

10

41 83 120

20

43 85 123

30

46 86 125

40

48 87 128

50

50 89 130

60

53 91 133

70

57 93 137

80

61 95 141

90

67 98 147

95

71 100 153

P.Final

75 108 157


122


KEROSENOS

PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO ºC

160-190 190-216 216-240


5,01 5,13 4,23


4,52 4,69 3,94


ASTM D 1298 0,7788 0,7892 0,804

ºAPI

ASTM D 1298 50,19 47,8 44,5

Azufre mercaptano ppm UOP 163 105 99 85


Análisis PIONA % vol Crom. PIONA

i-Parafinas

35

n-Parafinas

29,4

Naftenos

13,96

Aromáticos

20,05

Total olefinas

0

Polinaftenos

1,06

Superiores a 200ºC

0,53

Monoaromáticos % peso IP 391 22,9 23,42 19,18

Diaromárticos % peso IP 391 0,2 0,82 3,66

Poliaromáticos % peso IP 391 0,03 0,03 0,08

Aromáticos totales % peso IP 391 23,19 24,27 22,92

Aromáticos (FIA) % vol ASTM D 1319

21,2 19,2

Punto de cristalización ºC ASTM D 2386 menor -60 -49 -39

Punto de humo mm ASTM D 1322 30 28 26

Viscosidad a 40ºC cSt ASTM D 445 0,93 1,17 1,56


Numero de neutralización mgKOH/G ASTM D 947 0,05 0,03 0,06

Presión de vapor Reid psig ASTM D 5191 0,5

Índice de cetano

ASTM D 976

49,8

Punto de anilina ºC ASTM D 611 52,6 56,4 61,8


P. Inicial

152 180 210

5 % vol

161 185 212

10

163 187 213

20

165 190 215

30

166 191 217

40

168 193 218

50

169 194 219

60

171 195 220

70

173 197 222

80

175 200 223

90

178 203 225

95

182 208 228

P.Final

186 218 232


123


DESTILADOS MEDIOS Y PESADOS ATMOSFERICOS

PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO TEMPERATURA ºC

240-299 299-335 335-370


11,48 6,75 7,09


11,08 6,71 7,26


ASTM D 1298 0,8331 0,8581 0,8839

º API

ASTM D 1298 38,35 33,4 28,59



Viscosidad a 50ºC cSt ASTM D 445 2,11 3,85

Viscosidad a 100ºC cSt ASTM D 445

2,44

Monoaromáticos % peso IP 391 15,7 14,5 13,4

Diaromárticos % peso IP 391 11,1 10,7 10,1

Poliaromáticos % peso IP 391 0,12 1 4,81

Aromáticos totales % peso IP 391 26,91 26,2 28,3

Punto de congelación ºC ASTM D 97 -21 0 12

Punto de niebla ºC ASTM D 2500 -21 -2 13

POFF ºC IP 309 -23 -2 12

Índice de cetano

ASTM D 976 51,1 51,1 46,1

Nitrógeno ppm Quimiluminiscencia

330

Nitrógeno básico ppm UOP 269

59

Índice de refracción a 60ºC

ASTM D 1747

1,4783

Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530

MENOR A 0,1

Relación C/H

Anal.Elemental

7,33



P. Inicial

241 290 326

5 % vol

248 299 334

10

250 301 338

20

252 303 340

30

254 305 341

40

256 306 342

50

259 307 343

60

261 309 345

70

264 311 347

80

268 314 350

90

274 317 356

95

278 319 367

P.Final

283 323 373


124


DESTILADOS A VACÍO

PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO TEMPERATURA ºC

370-427 427-565


6,87 19,1


7,13 20,82

Densidad relativa

15,5/15,5ºC ASTM D 1298 0,8959 0,9409

º API

ASTM D 1298 26,44 18,89

Azufre total % peso ASTM D 2622 2,19 2,55

Punto de anilina ºC ASTM D 611 80,6 82,6

Nitrógeno ppm Quimiluminiscencia 554 1195

Nitrógeno básico ppm UOP 269

346



97,9


Punto de congelación ºC ASTM D 97 21 39

Punto de niebla ºC ASTM D 2500 28


ASTM D 1747 1,4852 1,5075

Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 0,11 0,84

Relación C/H

Anal.Elemental

Níquel ppm Abs. Atómica menor a 0,3 menor a 0,3

Vanadio ppm Abs. Atómica menor a 0,4 menor a 0,4

Hierro ppm Abs. Atómica menor a 0,2 menor a 0,2

Cobre ppm Abs. Atómica menor a 0,2 menor a 0,2

Sodio ppm Abs. Atómica menor a 0,4 0,5

Asfaltenos % peso ASTM D 3279

0,03

Número de neutralización mgKOH/g ASTM D 947 0,13 0,08

Destilación a vacío ºC ASTM D 1160

P. Inicial

306 380

5 % vol

376 439

10

381 445

20

385 455

30

388 461

40

389 470

50

390 481

60

392 498

70

394 506

80

396 521

90

398 528

95

401 549

P.Final

404 562


125


RESIDUOS ATMOSFÉRICOS Y DE VACÍO

PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO

TEMPERATURA ºC

370+ 427+ 565+


40,8 33,93 14,83


45,72 38,59 17,77

Densidad relativa

15,5/15,5ºC ASTM D 1298 0,9673 0,9818 1,0343

º API

ASTM D 1298 14,78 12,62 5,31



Viscosidad a 50ºC cSt ASTM D 445 468 1537

Viscosidad a 82,2ºC cSt ASTM D 445

15998

Viscosidad a 100ºC cSt ASTM D 445 42,28 85,75 3370

Viscosidad a 40ºC cp Brookfield



Punto de congelación ºC ASTM D 97 9 12 mayor a 51

Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 9,37 11,31 23,78

Asfaltenos % peso ASTM D 3279 3,42 4,12 9,59


Níquel ppm Abs. Atómica 14 16 36

Vanadio ppm Abs. Atómica 44 52 112

Sodio ppm Abs. Atómica 0,08

Silicio ppm Abs. Atómica

Aluminio ppm Abs. Atómica

Nitrógeno ppm Quimiluminiscencia 2242

Nitrógeno básico ppm UOP 269 548

Punto de niebla ºC ASTM D 2500


ASTM D 1747

Penetración 1/10 mm ASTM D 5

78

Anillo y bola ºC ASTM D 36

46,4

Índice de penetración

NLT 181

-1,06

Fraaas ºC IP 80

Ductilidad cm NLT 126


126


CROMATOGRAFÍA DE LA FRACCIÓN C5-160ºC

COMPONENTE % peso COMPONENTE % peso

Isobutano 0,02 Metilheptanos 6,76

n-butano 0,53 Dimetilciclohexano 0,73

Isopentano 3,85 Trimetilciclopentanos 0,36

n-pentano 7,99 Metiletilciclopentanos 0,87

2,2 dimetilbutano 0,05 n-octano 7,73

Ciclopentano 0,44 Dimetilheptanos 2,04

2,3 dimetilbutano 0,49 Trimetilhexanos 0,23

2 metilpentano 3,59 Trimetilciclohexanos 0,67

3 metilpentano 2,61 Metiloctanos 3,87

n-hexano 8,63 Propilciclopentano 1,17

2,2 dimetilpentano 0,05 Etilbenceno 1,37

Metilciclopentano 1,49 Etilciclohexanos 0,79

2,4 dimetilpentano 0,22 Etilmetilciclohexanos 0,57

Benceno 0,62 Naftenos C-9 0,82

Ciclohexano 1,1 p-xileno 0,6

2metilhexano 2,34 m-xileno 1,37

2,3 dimetilpentano 0,81 o-xileno 1,17

3 metilhexano 2,89 Isopropilbenceno 0,15

1,1 dimetilciclopentano 0,09 Propilbenceno 0,29

cis 1,3 dimetilciclopentano 0,32 Propilciclohexano 0,42

trans 1,3 dimetilciclopentano 0,34 i-nonano 0,11

3 etilpentano 0,24 n-nonano 5,69

trans 1,2 dimetilciclopentano 0,58 Dimetiloctano 0,28

n-heptano 8,63 Etilmetilbencenos 1,67

metilciclohexano 2,12 Metilnonano 0,94

dimetilhexanos 1,51 Isoparafinas C-10 0,55

etilciclopentano 0,05 Trimetilbenceno 0,56

trimetilciclopentanos 0,51 n-decano 0,33

Tolueno 2,57 Otros sin identificar 2,84

Metiletilpentano 0,37


127

ANEXO II. Banco de datos de crudos.

Datos globales de los crudos.

CRUDO ORIGEN Densidad

kg/l º API

Azufre % peso

Congelación ºC

Viscosidad a 50ºC cSt

Metales mg/Kg

ALBA MAR DEL NORTE 0,9388 19,22 1,19 -30 126 47

AMNA LIBIA 0,8407 36,81 0,18 18 9 1

ARABIA LIGERO ARABIA 0,8592 33,19 1,91 -27 6 16

ARABIA MEDIO ARABIA 0,8680 31,52 2,47 -30 9 39

ARABIA PESADO ARABIA 0,8839 28,59 2,64 -30 14 56

ASHTART TUNEZ 0,8768 29,88 0,88 -12 9 29

BACHAQUERO 17 VENEZUELA 0,9611 15,73 2,54

277 363

BONNY LIGHT NIGERIA 0,8502 34,93 0,14 9 3 1

BONNY MEDIO NIGERIA 0,8967 26,30 0,20 -36 8 1

BOSCAN VENEZUELA 1,0004 9,94 5,28 24 14500 1810

BOURI LIBIA 0,8963 26,37 1,74 12 21 44

BRASS RIVER NIGERIA 0,8120 42,76 0,08 9 2 1

BRENT MAR DEL NORTE 0,8339 38,18 0,38 0 4 6

CAÑO LIMON COLOMBIA 0,8817 28,99 0,48 3 15 20

CASABLANCA ESPAÑA 0,8624 32,58 0,24 0 9 1

CONDENSADO ARGELIA 0,7224 64,37 0,00 -45 1 0,1

DJENO CONGO 0,8930 26,95 0,26 9 40 1

DUBAI DUBAI 0,8651 32,06 1,91 -30 6 30

DUC MAR DEL NORTE 0,8541 34,17 0,25 -27 5 1

EKOFISK MAR DEL NORTE 0,8324 38,49 0,20 -12 4 2

ES SIDER LIBIA 0,8450 35,96 0,42 3 6 8

ESCALANTE ARGENTINA 0,9127 23,53 0,19 3 250 4

FLOTTA MAR DEL NORTE 0,8396 37,03 1,02 -15 4 12

FORCADOS NIGERIA 0,8772 29,81 0,18 -12 7 1

FORTIES MAR DEL NORTE 0,8290 39,19 0,34 -3 3 4

HARDING MAR DEL NORTE 0,9405 18,95 0,65 -30 103 12

IRAN LIGERO IRAN 0,8564 33,73 1,59 -18 6 50

IRAN PESADO IRAN 0,8766 29,92 1,89 -30 9 92

ITSMUS MEXICO 0,8592 33,19 1,28 -36 6 64

KIRKUK IRAK 0,8506 34,85 2,26 -21 5 32

KOLE CAMERUN 0,8610 32,84 0,31 -9 6 9

KUWAIT KUWAIT 0,8675 31,61 2,41 -24 9 45

MAYA MEXICO 0,9252 21,44 3,17 -36 73 405

ORIENTE ECUADOR 0,8816 29,00 0,99 -1 14 81

OSSBERG MAR DEL NORTE 0,8453 35,90 0,24 -6 4 0

OSSO CONDENSADO MAR DEL NORTE 0,7912 47,34 0,09

2 0

PENNINGTON NIGERIA 0,8540 34,19 0,12 -15 3 0

QATAR MARINO QATAR 0,8423 36,49 1,47 -3 5 1

RESIDUO E4 RUSIA 0,9397 19,08 2,05 18 162 87

RESIDUO M100 RUSIA 0,9637 15,33 2,30

ROPOMARE ITALIA 0,9751 13,61 6,54 -3 1021 355

SAHARA BLEND ARGELIA 0,8033 44,65 0,14 -0,36 3 4

SARIR LIBIA 0,8388 37,19 0,15 24 15 2

SIBERIA LIGHT RUSIA 0,8495 35,07 0,65 -12 5 12

SOUEDIE SIRIA 0,9175 22,72 32,52 -33 35 192

SUEZ BLEND EGIPTO 0,8770 29,85 1,72 3 12 30

URAL LIGERO RUSIA 0,8634 32,39 1,41 -3 7 56

ZARZAITINE ARGELIA 0,8144 42,25 0,10 -6 3 2

ZUEITINA LIBIA 0,8222 40,60 0,30 6 3 1


128

Rendimientos de destilación (% peso).

CRUDO LPG C5

77°C 77

160°C 160

240°C 240

299°C 299

335°C 335

370°C 370

538°C 370+

°C 538+

°C

ALBA 0,14 0,22 1,52 5,44 10,29 7,48 7,15 31,63 67,76 36,13

AMNA 1,18 3,57 11,39 11,81 11,02 7,06 5,74 25,33 48,23 22,90

ARABIA LIGERO 1,03 4,41 11,78 14,73 8,93 6,71 6,69 23,63 45,72 22,09

ARABIA MEDIO 1,90 5,11 10,95 12,26 9,21 5,83 5,71 22,13 49,03 26,90

ARABIA PESADO 1,16 3,39 9,93 12,82 7,86 5,00 6,31 22,68 53,54 30,85

ASHTART 0,65 2,93 11,54 13,24 9,79 6,50 6,17 26,78 49,18 22,40

BACHAQUERO 17 0,57 1,04 2,66 5,29 5,31 6,68 7,45 27,35 71,02 43,67

BONNY LIGHT 1,36 4,04 14,07 15,99 15,20 11,77 6,93 21,40 30,64 9,24

BONNY MEDIO 0,40 1,78 6,58 13,76 19,11 11,79 8,71 27,72 37,87 10,15

BOSCAN 0,00 0,10 1,71 3,96 4,31 5,38 3,61 24,48 80,93 56,45

BOURI 0,52 2,16 7,81 10,60 10,14 5,11 6,64 28,21 57,02 28,81

BRASS RIVER 2,81 6,72 22,51 17,54 15,91 7,80 6,12 16,53 20,59 4,06

BRENT 2,62 5,37 15,76 14,20 11,67 6,90 5,78 24,13 37,70 13,58

CAÑO LIMON 0,10 1,04 8,70 3,56 12,96 7,66 6,72 27,67 49,26 21,59

CASABLANCA 1,01 1,70 11,00 14,67 12,76 8,43 5,41 29,62 45,02 15,40

CONDENSADO 4,95 26,12 36,87 20,44 11,62

DJENO 1,00 1,81 6,23 8,71 9,37 6,07 5,85 25,79 60,95 35,15

DUBAI 1,53 4,31 12,53 13,72 9,85 7,47 6,26 25,99 44,33 18,34

DUC 1,92 4,94 14,82 13,41 11,79 6,96 5,54 23,17 40,62 17,45

EKOFISK 1,58 6,29 15,55 14,52 9,82 7,12 6,95 22,05 38,17 16,12

ES SIDER 2,01 4,75 13,02 12,62 11,99 8,32 6,07 25,25 41,22 15,97

ESCALANTE 0,15 1,47 4,55 7,40 7,13 6,51 4,73 23,49 68,06 44,57

FLOTTA 2,94 5,56 15,27 13,89 12,02 8,89 5,51 19,07 35,92 16,85

FORCADOS 0,07 1,88 9,39 15,55 18,77 8,49 9,12 28,02 36,73 8,71

FORTIES 2,71 6,65 18,22 14,00 11,53 7,23 6,03 22,95 33,63 10,68

HARDING 0,22 0,19 0,77 5,61 12,12 7,69 8,23 34,18 65,17 30,99

IRAN LIGERO 1,64 4,77 13,40 13,86 9,16 7,24 5,79 24,85 44,14 19,29

IRAN PESADO 1,21 4,27 12,14 12,09 10,21 7,17 6,31 19,67 46,60 26,93

ITSMUS 1,24 3,53 13,49 14,46 9,97 7,07 3,73 25,24 46,51 21,27

KIRKUK 1,01 5,56 13,92 14,84 11,54 6,32 6,35 20,21 40,46 20,25

KOLE 1,57 3,61 14,36 14,16 12,00 6,72 5,94 22,69 41,64 18,95

KUWAIT 2,21 4,57 11,26 12,56 7,33 6,51 4,89 24,07 50,67 26,60

MAYA 0,73 2,58 8,28 10,27 7,65 4,06 4,75 20,15 61,67 41,53

ORIENTE 1,06 3,13 10,01 11,71 11,28 7,57 6,56 22,78 48,68 25,90

OSSBERG 1,46 4,49 14,32 14,18 11,65 7,46 7,09 23,16 39,35 16,19

OSSO CONDENSADO 6,34 10,50 24,14 15,38 13,27 5,66 4,47 15,96 20,24 4,28

PENNINGTON 0,47 3,02 13,31 20,37 22,06 8,99 5,99 21,10 25,80 4,69

QATAR MARINO 1,77 4,95 14,91 15,62 9,72 6,80 5,31 24,78 40,92 16,14

RESIDUO E4 0,00 0,00 0,56 2,59 6,47 5,70 7,70 41,71 76,98 35,27

RESIDUO M100 0,00 0,00 0,01 0,84 1,47 1,74 3,38 42,94 92,54 49,60

ROPOMARE 0,26 3,29 6,42 6,80 6,59 5,04 4,71 23,89 66,89 43,00

SAHARA BLEND 2,29 7,21 17,31 18,79 13,79 6,18 7,23 17,78 27,20 9,42

SARIR 1,90 3,47 11,24 11,58 11,37 5,79 4,03 26,21 50,62 24,41

SIBERIA LIGHT 1,49 4,79 13,22 14,25 11,25 6,88 6,70 23,39 41,42 18,03

SOUEDIE 0,30 3,34 8,17 8,73 7,74 5,51 5,72 23,72 60,49 36,77

SUEZ BLEND 1,40 3,64 10,59 11,42 10,10 7,24 5,78 23,67 49,83 26,16

URAL LIGERO 1,39 3,61 11,40 12,89 11,14 4,03 5,85 26,90 49,69 22,79

ZARZAITINE 2,47 6,30 17,50 14,68 11,66 7,23 6,82 20,45 33,34 12,89

ZUEITINA 1,64 4,53 17,89 17,42 12,33 7,61 5,69 17,11 32,89 15,78


129

Densidades de destilados y residuos (kg/l).

CRUDO C5

77ºC 77

160ºC 160

240ºC 240

299ºC 299

335ºC 335

370ºC 370

538ºC 370+

ºC 538+

ºC

ALBA 0,702 0,800 0,843 0,871 0,895 0,912 0,937 0,971 1,003

AMNA 0,658 0,735 0,784 0,821 0,834 0,844 0,876 0,912 0,956

ARABIA LIGERO 0,654 0,734 0,791 0,835 0,853 0,884 0,922 0,966 1,012

ARABIA MEDIO 0,655 0,734 0,792 0,833 0,865 0,888 0,931 0,988 1,040

ARABIA PESADO 0,657 0,732 0,794 0,841 0,858 0,887 0,925 0,989 1,045

ASHTART 0,679 0,756 0,812 0,848 0,868 0,884 0,912 0,959 1,015

BACHAQUERO 17 0,668 0,760 0,829 0,869 0,899 0,924 0,961 1,016 1,055

BONNY LIGHT 0,663 0,759 8,190 0,859 0,868 0,889 0,922 0,938 1,003

BONNY MEDIO 0,683 0,771 0,843 0,885 0,898 0,919 0,947 0,963 1,003

BOSCAN 0,715 0,774 0,829 0,884 0,903 0,924 0,963 1,035 1,069

BOURI 0,666 0,754 8,090 0,850 0,873 0,886 0,917 0,971 1,026

BRASS RIVER 0,668 0,757 0,807 0,852 0,861 0,876 0,905 0,923 1,001

BRENT 0,668 0,751 0,802 0,839 0,859 0,872 0,905 0,932 1,256

CAÑO LIMON 0,669 0,738 0,793 0,835 0,858 0,877 0,914 0,965 1,038

CASABLANCA 0,657 0,744 0,796 0,834 0,850 0,870 0,911 0,955 1,051

CONDENSADO 0,652 0,732 0,778 0,828

DJENO 0,658 0,750 0,813 0,852 0,871 0,882 0,909 0,949 0,981

DUBAI 0,661 0,747 0,803 0,850 0,871 0,897 0,930 0,978 1,054

DUC 0,662 0,751 0,829 0,864 0,885 0,900 0,933 0,954 0,954

EKOFISK 0,662 0,749 0,800 0,838 0,849 0,869 0,901 0,926 0,966

ES SIDER 0,660 0,744 0,801 0,837 0,853 0,874 0,905 0,937 0,993

ESCALANTE 0,678 0,738 0,796 0,841 0,862 0,878 0,911 0,961 0,988

FLOTTA 0,670 0,753 0,804 0,847 0,870 0,895 0,925 0,960 1,006

FORCADOS 0,667 0,764 0,833 0,876 0,887 0,904 0,930 0,946 0,990

FORTIES 0,667 0,756 0,807 0,844 0,860 0,881 0,914 0,939 0,991

HARDING 0,657 0,784 0,860 0,883 0,903 0,921 0,943 0,969 1,000

IRAN LIGERO 0,656 0,741 0,797 0,840 0,860 0,886 0,925 0,967 1,027

IRAN PESADO 0,668 0,749 0,800 0,844 0,886 0,894 0,936 0,990 1,039

ITSMUS 0,663 0,744 0,797 0,841 0,861 0,884 0,913 0,960 1,015

KIRKUK 0,665 0,738 0,794 0,833 0,858 0,882 0,915 0,972 1,028

KOLE 0,675 0,761 0,811 0,846 0,864 0,878 0,917 0,958 1,011

KUWAIT 0,653 0,734 0,794 0,836 0,860 0,884 0,925 0,981 1,037

MAYA 0,662 0,746 0,800 0,851 0,876 0,897 0,937 1,020 1,077

ORIENTE 0,651 0,745 0,806 0,843 0,869 0,885 0,916 0,976 1,037

OSSBERG 0,670 0,753 0,802 0,829 0,865 0,878 0,911 0,941 0,988

OSSO CONDENSADO 0,667 0,759 0,809 0,842 0,853 0,866 0,898 0,916 1,005

PENNINGTON 0,674 0,768 0,830 0,862 0,877 0,892 0,924 0,944 0,997

QATAR MARINO 0,657 0,739 0,793 0,837 0,854 0,875 0,913 0,950 1,012

RESIDUO E4

0,816 0,850 0,870 0,888 0,925 0,968 1,021

RESIDUO M100 0,747 0,728 0,802 0,834 0,858 0,875 0,921 0,974 1,025

ROPOMARE 0,668 0,730 0,794 0,852 0,892 0,926 0,978 1,082 1,133

SAHARA BLEND 0,657 0,737 0,798 0,834 0,854 0,864 0,895 0,917 0,959

SARIR 0,662 0,741 0,789 0,817 0,831 0,849 0,870 0,918 0,977

SIBERIA LIGHT 0,659 0,747 0,805 0,843 0,861 0,880 0,913 0,951 1,001

SOUEDIE 0,660 0,732 0,798 0,850 0,879 0,902 0,939 1,011 1,067

SUEZ BLEND 0,691 0,744 0,799 0,844 0,865 0,883 0,924 0,982 1,041

URAL LIGERO 0,665 0,743 0,803 0,846 0,858 0,875 0,917 0,956 1,007

ZARZAITINE 0,658 0,741 0,793 0,829 0,843 0,861 0,889 0,916 0,951

ZUEITINA 0,658 0,738 0,793 0,827 0,846 0,860 0,886 0,924 0,969


130

Contenido en azufre de fracciones y residuos (% peso).

CRUDO 160

240ºC 240

299ºC 299

335ºC 335

370ºC 370

538ºC 370+

ºC 538+

ºC

ALBA 0,09 0,25 0,58 0,82 0,99 1,56 2,05

AMNA 0,06 0,11 0,14 0,16 0,19 0,28 0,38

ARABIA LIGERO 0,14 0,94 1,59 2,01 2,63 3,41 4,23

ARABIA MEDIO 0,20 0,93 1,79 2,43 2,96 4,31 5,43

ARABIA PESADO 0,21 1,13 1,54 2,33 2,86 4,30 5,35

ASHTART 0,09 0,67 0,95 1,03 1,13 1,38 1,68

BACHAQUERO 17 0,25 0,64 1,22 1,85 2,05 3,20 3,63

BONNY LIGHT 0,02 0,08 0,13 0,17 0,22 0,31 0,53

BONNY MEDIO 0,03 0,10 0,17 0,25 0,29 0,36 0,56

BOSCAN 2,58 3,76 4,28 4,52 4,91 5,70 6,04

BOURI 0,12 0,90 1,48 1,67 1,89 2,61 3,30

BRASS RIVER 0,01 0,06 0,11 0,14 0,19 0,24 0,48

BRENT 0,02 0,10 0,32 0,44 0,59 0,83 1,26

CAÑO LIMON 0,02 0,13 0,27 0,41 0,60 0,83 1,13

CASABLANCA 0,01 0,07 0,16 0,28 0,35 0,44 0,60

CONDENSADO 0,02

DJENO 0,14 0,15 0,16 0,16 0,16 0,26 0,33

DUBAI 0,33 1,39 1,78 2,29 2,64 3,26 4,14

DUC 0,05 0,13 0,21 0,29 0,34 0,48 0,65

EKOFISK 0,01 0,06 0,14 0,24 0,33 0,44 0,60

ES SIDER 0,09 0,22 0,34 0,44 0,53 0,78 1,18

ESCALANTE 0,02 0,04 0,10 0,14 0,20 0,26 0,28

FLOTTA 0,10 0,51 0,97 1,35 1,55 2,17 2,86

FORCADOS 0,03 0,07 0,15 0,24 0,27 0,34 0,57

FORTIES 0,02 0,12 0,33 0,50 0,63 0,81 1,19

HARDING 0,03 0,12 0,34 0,58 0,66 0,87 1,11

IRAN LIGERO 0,14 0,78 1,26 1,83 2,17 2,94 3,93

IRAN PESADO 0,25 0,96 1,38 1,87 2,19 3,29 4,08

ITSMUS 0,09 0,67 1,02 1,42 1,65 2,30 3,18

KIRKUK 0,21 0,93 1,60 2,30 2,76 4,60 6,44

KOLE 0,06 0,18 0,26 0,31 0,40 0,58 0,78

KUWAIT 0,16 0,96 1,59 2,30 2,79 4,15 5,38

MAYA 0,62 1,77 2,15 2,56 2,96 4,46 5,19

ORIENTE 0,08 0,36 0,63 0,80 1,22 1,79 2,29

OSSBERG 0,02 0,09 0,20 0,25 0,39 0,51 0,68

OSSO CONDENSADO 0,02 0,08 0,15 0,16 0,20 0,31 0,67

PENNINGTON 0,04 0,08 0,14 0,21 0,23 0,28 0,47

QATAR MARINO 0,14 0,72 1,12 1,81 2,18 2,92 4,04

RESIDUO E4 0,36 0,98 1,32 1,57 1,83 2,31 2,88

RESIDUO M100 0,18 0,49 0,80 1,05 1,75 2,51 3,17

ROPOMARE 0,61 2,35 3,63 4,51 6,96 8,88 9,95

SAHARA BLEND 0,01 0,05 0,13 0,19 0,26 0,39 0,65

SARIR 0,01 0,06 0,12 0,15 0,18 0,26 0,34

SIBERIA LIGHT 0,03 0,22 0,48 0,74 0,97 1,29 1,68

SOUEDIE 0,38 1,66 2,47 2,85 3,37 5,05 6,14

SUEZ BLEND 0,19 1,02 1,41 1,71 2,12 2,79 3,40

URAL LIGERO 0,20 0,77 1,01 1,34 1,72 2,35 3,25

ZARZAITINE 0,01 0,04 0,07 0,10 0,15 0,24 0,46

ZUEITINA 0,11 0,24 0,31 0,35 0,40 0,62 0,87


131

Viscosidad a 100ºC de fracciones y residuos (cSt).

CRUDO 370-538 ºC 370+ ºC 538+ ºC

ALBA 12 72,9 92,1

AMNA 6 30,1 523

ARABIA LIGERO 7,2 37,4 729

ARABIA MEDIO 7,8 95,4 4814

ARABIA PESADO 7,6 119,4 5575

ASHTART 7,6 35,8 1300

BACHAQUERO 17 13,5 413,6 23407

BONNY LIGHT 8,4 18,1 1904

BONNY MEDIO 12,4 28,2 831

BOSCAN 13,8 1929 237944

BOURI 7,5 54,1 2764

BRASS RIVER 7,7 13,3 828

BRENT 7,6 20,9 390

CAÑO LIMON 8,5 64,5 29037

CASABLANCA 8 31,2 30250

CONDENSADO

DJENO 8,7 85,7 1605

DUBAI 9,8 50,2 8140

DUC 9,1 32 290

EKOFISK 7,2 23,2 232

ES SIDER 8 34,3 1836

ESCALANTE 9,8 172

FLOTTA 8,4 31,8 372

FORCADOS 10 19,6 448

FORTIES 7,7 19,2 471

HARDING 12,8 61,8 962

IRAN LIGERO 8,8 43 2373

IRAN PESADO 9,6 133,2 4563

ITSMUS 5,7 34,7 987

KIRKUK 7,8 52,9 1631

KOLE 9,8 52,6 1741

KUWAIT 8,7 83,2 3300

MAYA 8,5 992,6 152615

ORIENTE 9,1

OSSBERG 7,8 25,8 412

OSSO CONDENSADO 6,3

PENNINGTON 9 15 561

QATAR MARINO 5,4 17,3 462

RESIDUO E4 8,8 44,2 2028

RESIDUO M100 8,5 65,5 1784

ROPOMARE 11,1 18558

SAHARA BLEND 7,1 17,2 202

SARIR 4,5 32,1 8208

SIBERIA LIGHT 7,8 29,6 479

SOUEDIE 8,5 247

SUEZ BLEND 8,3 73,8 3223

URAL LIGERO 7,1 35,5 894

ZARZAITINE 7,6 18,3 179

ZUEITINA 5,4 20,2 148


132


133

ANEXO III. Clasificación de crudos.

Viscosity Gravity Constant.

La constante Viscosidad Densidad viene definida por las siguientes

expresiones:

Donde V1 y V2 son las viscosidades a 100 ºC y a 210 ºC respectivamente en

Segundos Saybolt Furol.

El valor de VGC da una indicación del carácter parafínico, nafténico o

aromático del crudo.

Clasificación del Bureau of Mines.

El “Bureau of Mines” de los EEUU aplica un sistema en función de la densidad

API de dos fracciones de destilación a diferentes temperaturas (la Nº1 de 250 a 275 ºC

a 760 mm Hg y la Nº2 de 275 a 300 ºC a 40 mm de Hg) con lo que todos los crudos

pueden incluirse en nueve grandes grupos y de acuerdo con la siguiente tabla.

API de la Fracción Nº1

API de la Fracción Nº2 Base del crudo Fracción Nº1

Fracción Nº1

API ≥ 30 Parafínica Parafínica

API 29,9-20,1 Parafínica Intermedia

API ≤ 20 Parafínica Nafténica

API ≥ 30 Intermedia Parafínica

API 29,9-20,1 Intermedia Intermedia

API ≤ 20 Intermedia Intermedia

API ≥ 30 Nafténica Parafínica

API 29,9-20,1 Nafténica Intermedia

API ≤ 20 Nafténica Nafténica

Clasificación de SACHANIN.

Sachanin propuso un sistema de clasificación de crudos en nueve grupos

distintos en función del contenido en hidrocarburos parafínicos, nafténicos, aromáticos

y en resinas y asfaltenos. Adicionalmente, cada tipo se divide en dos según que su


134

contenido en azufre es inferior a 0.5%, crudo no azufroso, o superior al 0.5%, crudo

azufroso. En la siguiente tabla visualizamos los distintos grupos.

Tipo Parafinas

% Naftenos

% Aromáticos

% Resinas

%

1 Parafínico ≥ 75

2 Nafténico

≥ 70

3 Aromático

≥ 50

4 Asfáltico

≥ 60

5 Parafínico/Nafténico 60-70 ≥ 20

6 Parafínico/Nafténico/Aromático ~ ~ ~ ~

7 Nafténico/Aromático

≥ 36 ≥ 36

8 Nafténico/Aromático/Asfáltico > 25 > 25 > 25

9 Asfáltico

≥ 36 ≥ 36

Clasificación de CREANGA.

Creanga desarrollo un sistema más avanzado y que se basa en la utilización de

dos series de medidas experimentales. En primer lugar, los crudos se clasifican en

siete tipos básicos utilizando unos parámetros estructurales que representan los

porcentajes de átomos de carbono que forman parte de estructuras parafínicas,

núcleos nafténicos y núcleos aromáticos, definidos como %CP, %CN y %CA,

respectivamente. Estos parámetros pueden calcularse fácilmente a partir de medidas

experimentales, como son la densidad a 20 ºC (d), índice de refracción a 20 ºC (n) y

punto de anilina (PA), por medio de las ecuaciones siguientes:

La clasificación principal de este método se refleja en la siguiente tabla:

Tipo % CP % CN % CA % CP + % CN % CP + % CA

1 Parafínico ≥ 72

2 Parafínico/Nafténico ≥ 50

≥ 90

3 Parafínico/Aromático ≥ 50

≥ 90

4 Parafínico/Nafténico/Aromático ≥ 50 > % CA > 10

5 Parafínico/Aromático/Nafténico ≥ 50 > 10 > % CN

6 Nafténico/Aromático < 50 > % CA

7 Aromático/Nafténico < 50

> % CN


135

Adicionalmente y teniendo en cuenta los resultados de una serie de medidas

experimentales, tales como C, contenido en parafinas solidas, r, contenido en

compuestos asfálticos y resinas y contenido en azufre S se obtiene la siguiente serie

de subgrupos:

Subgrupo

Parafinoso % C ≥ 25

No parafinoso % C < 2

Ligeramente resinoso % r < 10

Resinoso % r ≥ 10 - < 25

Asfáltico % r ≥ 25

No azufroso % S < 0,5

Azufroso % S > 9,5


136


137

ANEXO IV. Obtención de datos.

Aspen Hysys necesita una serie de datos mínimos para poder simular correctamente

que describimos a continuación como obtenerlos a partir de los datos que tenemos.

Nuestro crudo a tratar es un Arabia ligero con una gravedad API de 33.9 y de los datos

iniciales de los que disponemos es de la siguiente curva de destilación TBP.

Figura V.1. Curva TBP de un crudo Arabia ligero.

Mediante datos que se pueden observar en esta gráfica obtenemos los datos de peso

molecular, densidad API y viscosidad a dos temperaturas (100ºF y 210ºF) de la forma que

explicamos a continuación.

Lo primero es dividir la curva en cortes, nos serviremos de los cortes ya marcados en el

gráfico; el primero de los cortes (0-1,71%) refleja a los componentes ligeros del crudo y no lo

tendremos en cuenta ya que disponemos de la composición de estos ligeros finales. Debemos

obtener la temperatura de ebullición media de cada corte, dicha temperatura es la que trazando

una horizontal en el corte el área que queda por encima de la curva sea igual a la que queda


138

por debajo. En la siguiente gráfica se reflejan los cortes con las temperaturas de ebullición del

corte y la fracción media de destilado que será la correspondiente a la de la temperatura de

ebullición.

Figura V.2. Grafica TBP con temperatura ebullición.


139

Una vez que tenemos estos datos recogidos calculamos la densidad API de cada corte

entrando en la siguiente gráfica bien con la temperatura de ebullición o con el porcentaje de

destilado medio.

Figura V.3. Gráfica característica de un crudo Arabia ligero.

El siguiente paso es calcular la densidad relativa estándar (S) de cada corte aplicando

la siguiente fórmula:

El factor de caracterización Kuop o factor de Watson Kw es un valor que se puede

considerar constante e indica la naturaleza del crudo. Para calcular el Kuop del crudo

calculamos el factor de Watson de cada corte y multiplicamos este valor por el peso en

porcentaje de cada corte y sumamos todos los valores.

Si: densidad relativa estándar de cada corte. Kw: factor de Watson. Tbi: temperatura de ebullición de cada corte.

Para el cálculo del peso molecular API recomienda la siguiente fórmula establecida por Riazi:


140

También existe el método de Lee y Kesler para calcular el peso molecular:

)

El método de Riazi se aplica a las fracciones cuya densidad relativa estándar es inferior

a 0.97 y el punto de ebullición está por debajo de 840K. El de Lee y Kesler es aplicable a las

fracciones petrolíferas en las que el peso molecular está comprendido entre 60 y 650.

El error medio de los dos métodos es de 5% aproximadamente.

Asumiendo que el factor de Watson es igual a 12.02 obtenemos un valor para la

densidad relativa de nuestro crudo de 0.8556 y calculando la temperatura de ebullición (650ºF)

y la formula de Riazi calculamos el peso molecular medio de nuestro crudo (282.62 Kg/Kmol).

Los pesos moleculares de cada fracción serán calculados por la formula de Riazi, ya

que no superan el rango de aplicación, excepto el corte número 9, que será calculado por el

método de Lee y Kesler.

Por último debemos calcular las viscosidades dinámicas a dos temperaturas. Las

viscosidades de los líquidos a 100ºF y 210ºF sirven para caracterizar las fracciones petrolíferas

y en especial las fracciones pesadas.

Cuando las viscosidades no son conocidas, es posible estimarlas por medio de las

relaciones propuestas por Abbot:

En estas ecuaciones la A representa a la densidad API y el resultado que obtenemos

es la viscosidad cinemática y lo que nosotros necesitamos es la viscosidad dinámica o absoluta

que es igual a la viscosidad cinemática multiplicada por la densidad. Debemos tener en cuenta

las unidades para poder obtener la viscosidad en centipoise y sabiendo que las formulas

anteriores dan el resultado en mm2/s.

Estas relaciones de viscosidad no deben utilizarse si Kw es menor de 10 y la densidad

API es menor a 0.


141

Todos los cálculos explicados hasta ahora pueden ser obtenidos mediante respectivas

gráficas. En la tabla siguiente se reflejan los resultados obtenidos.

CORTE Interv.T (ºF) Interv.T (%) Xmedia (%) % Dest. Tb (ºF) Tb (ºK) API S

1 (-40)-50 0-1,71 0,855 1,71 5 258,15 - -

2 50-180 1,17-9 5,4 7,28 115 319,26 83 0,6597

3 180-210 9-12,17 10,5 3,17 199 365,93 67 0,7128

4 210-380 12,17-26,37 20 14,2 299 421,48 53,8 0,7636

5 380-520 26,37-35,46 30 9,09 456 508,71 44 0,8063

6 520-650 35,46-49,29 42 13,83 596 586,48 35 0,8498

7 650-750 49,29-60,14 54,8 10,85 700 644,26 27 0,8927

8 750-930 60,14-78,69 70 18,55 835 719,26 23,2 0,9147

9 930-1300 78,69-95 87,2 16,31 1115 874,82 16 0,9593

CORTE Kwi MW log γ100 γ100 (mm2/s) V100 (cP) log γ210 γ210 (mm

2/s) V210 (cP)

1 - - - - - - - -

2 12,60 75,34 -0,441 0,362 0,239 -0,465 0,343 0,226

3 12,21 97,58 -0,349 0,448 0,319 -0,524 0,300 0,214

4 11,94 127,11 -0,085 0,822 0,627 -0,356 0,441 0,337

5 12,04 185,52 0,259 1,816 1,464 -0,093 0,806 0,650

6 11,98 251,07 0,752 5,647 4,799 0,268 1,854 1,576

7 11,77 307,22 1,463 29,031 25,918 0,719 5,242 4,680

8 11,92 405,32 1,988 97,353 89,046 0,999 9,980 9,128

9 12,13 591,70 3,971 9357,802 8977,146 1,771 59,010 56,610

Tabla V.1. Datos y cálculos de la TBP.

En las tablas que se muestran a continuación se muestran los datos anteriormente

calculados resumidos, que serán los datos que requiere Aspen Hysys para la simulación.

PROPIEDADES DEL CRUDO

COMPOSICION LIGEROS FINALES %VOL.

MW 282,62

PROPANO, C3 0,306

API Gravity 33,9

i-BUTANE, Ic4 0,224

n-BUTANE, Nc4 1,18

ENSAYO DE DESTILACION TBP

i-PENTANE, Ic5 0,954

% DESTILADO TEMPERATURA (ºF) MW

n-PENTANE,nc5 1,201

0,855 5 -

5,4 115 75,34

DATOS DE GRAVEDAD API

10,5 199 97,58

% DESTILADO API

20 299 127,11

10,5 67

30 456 185,52

30 44

42 596 251,07

54,8 27

54,8 700 307,32

70 23,2

70 835 405,32

87,2 16

87,2 1115 591,7


142

DATOS DE VISCOSIDAD

% DESTILADO VISCOSIDAD A 100ºF (cP) VISCOSIDAD A 210ºF (cP)

10,5 0,319 0,214

20 0.627 0.337

30 1,464 0,650

54,8 25,918 4,680

70 89,046 9,128

Tablas V.2. Datos para introducir en la simulación.


143

ANEXO V. Tutorial de refino.

V.1.- Introducción.

La simulación de este tutorial de refino puede ser construida siguiendo los siguientes

pasos básicos.

1. Crear un conjunto de unidades.

2. Elegir un paquete de propiedades (método termodinámico).

3. Seleccionar los componentes no aceitosos.

4. Caracterización del crudo.

5. Crear y especificar las corrientes de crudo precalentado y vapor.

6. Instalar y definir las unidades de operación en el tren antes del fraccionamiento.

7. Instalar y definir la columna de fraccionamiento del crudo.

V.2.- Simulación en estado estacionario.

V.2.1.- Descripción del proceso.

Este tutorial modela un proceso de fraccionamiento de crudo que consiste de un tren

de precalentamiento del crudo y una columna de destilación atmosférica de crudo de donde se

obtienen las corrientes productos.

El crudo precalentado es alimentado a un pre-flash, modelado como un separador,

donde el vapor es separado del crudo liquido. Este líquido es calentado posteriormente hasta la

temperatura de entrada en la columna en un horno, modelado como un calentador. El vapor del

pre-flash es combinado con el líquido calentado mediante un mezclador. La mezcla de las dos

corrientes es el alimento a la columna de separación atmosférica de crudo.

La columna de crudo es modelada como un Refluxed Absorber, equipado con tres

pump-around y tres stripper laterales.

La columna principal consiste en 29 platos más un condensador parcial. La

alimentación entra en la torre por el plato 28, mientras que vapor supercalentado es alimentado

por la última etapa.

V.2.2.- Establecer las preferencias.

La primera tarea es elegir las preferencias para la simulación.

1. Abrimos el simulador Aspen Hysys y creamos un nuevo caso. Podemos ver la siguiente

pantalla.


144

2. Desde el menú Tools de la parte superior abrimos Preferences. la preferencia más

importante que se debe elegir es el set de unidades. Hysys no te permite cambiar las

unidades que aparecen en la lista por defecto, pero puedes crear un nuevo set de

unidades por clonación de una ya existente.

3. En la pestaña Variables, nos situamos en la página Units.

4. En el recuadro Available Unit Sets seleccionamos Field como set de unidades.

5. Haciendo clic en el botón Clone nos aparecerá un nuevo set de unidades llamado por

defecto NewUser y es automáticamente seleccionado como el conjunto de unidades

actual.

6. Renombramos este set de unidades, en el recuadro Unit Set Name, como refino.


145

7. En este set de unidades si podemos cambiar las unidades y lo haremos en el cuadro

de Display Units. Los cambios que se realizan se recogen en la siguiente tabla.

Unidad antigua

Unidad nueva

Standard Density

lb/ft3 API_60

Mass Density lb/ft3 API

8. Los cambios de unidades se realizan haciendo clic sobre la unidad escrita para

desplegar la lista de posibles unidades y seleccionando la nueva unidad de dicha lista.

9. El nuevo set de unidades está definido. Cerramos la ventana de preferencias y nos

situamos en la ventana Simulation Basis Manager.

V.2.3.- Construyendo la simulación.

Selección de componentes.

Antes de definir el paquete de fluido en Aspen HYSYS, se debe crear una lista de componentes

para el paquete de fluidos. En nuestro caso los componentes a definir en este paso serán los

componentes no aceitosos y ligeros finales, ya que el crudo será creado posterior al paquete

de fluido. Los componentes serán introducidos desde la librería de


146

1. Clic en la tabla Components, después clic en el botón Add. La lista de componentes

que aparece es la siguiente.

2. Hysys te da varias opciones para buscar e introducir los componentes: introduciendo la

formula, el nombre completo o un sinónimo, según marquemos un botón u otro de los

tres que aparecen debajo de la celda Match. Para esta simulación los componentes no

aceitosos y ligeros que se añadirán son: H2O, C3, i-C4, n-C4, i-C5 y n-C5.

3. Marcamos el botón Full Name/Synonym e introducimos el nombre de Water en la celda

Match.

4. Con el componente Agua seleccionado pulsamos en el recuadro de Add Pure para

añadirlo a la lista de componentes.

5. Otra forma de seleccionar los componentes es a través del botón View Filters que se

encuentra a la derecha de la celda donde se introduce el nombre. Aquí nos aparecerá

una serie de filtros para buscar los componentes por familia.

6. Clic en el recuadro View Filter y, en la nueva ventana que nos aparece, marcar la

opción Use Filter primero y después marcar la familia de los hidrocarburos.


147

7. Introducimos los componentes que nos faltan. Se pueden introducir todos a la vez si

tenemos pulsada la tecla control del teclado a la vez que los vamos seleccionando de

la lista.

8. Por último, cambiamos el nombre de la lista de componentes que Hysys pone por

defecto. Escribimos el nombre de Lista de Componentes Refino en el recuadro de la

parte inferior de la ventana.

9. Cerramos la ventana volviendo a la de la Simulación Básica.

Definición del paquete de fluido o método termodinámico.

El siguiente paso es definir el paquete de fluido. Un paquete de fluido contiene los

componentes y métodos que hysys usara para sus cálculos para un caso particular.

Dependiendo de lo que se requiera, el paquete puede incluir también otras informaciones,

como puede ser caracterización de un fluido de petróleo.


148

1. Nos situamos en la pestaña Fluid Pkgs y pulsamos el botón Add para seleccionar el

paquete termodinámico. Aparecen una serie de pestañas en las que se puede

suministrar toda la información necesaria para definir completamente el paquete de

fluido.

2. Dentro de la primera pestaña seleccionamos el paquete Peng Robinson de la lista.

3. Al igual que para la lista de componentes Hysys da un nombre por defecto al crear este

paquete (Basis-1) que cambiaremos por el de Paquete Refino en el recuadro Name de

la parte inferior de la pantalla.

4. Debemos asegurarnos que este seleccionada la lista de componentes que hemos

creado (Component List Selection) para que el programa aplique este fluido a dicha

lista.

5. Cerramos la ventana para volver a la de Simulación Básica.


149

Definición del crudo.

El siguiente paso es crear y añadir el crudo, que será creado como una mezcla de

pseudocomponentes.

En la simulación se usaran los siguientes datos obtenidos del laboratorio.

Propiedades del crudo

MW 282.62

API Gravity 33.9

Ligeros finales % v/v

Propano 0.306

i-Butane 0,224

n-Butane 1.18

i-Pentane 0,954

n-Pentane 1.201


150

Ensayo Destilación TBP

% v/v Destilado Temperature (ºF) MW

0.855 5 -

5.4 115 75.34

10.5 199 97.58

20 299 127.11

30 456 185.52

42 596 185.52

54.8 700 307.32

70 835 405.32

87.2 1115 591.70

Datos de densidad API

% v/v Destilado API

10.5 67

30 44

54.8 27

70 23.2

87.2 16


151

Datos de Viscosidad

% v/v Destilado Viscosidad (cP) 100ºF Viscosidad (cP) 210ºF

10.5 0.319 0.214

20 0.627 0.337

30 1.464 0.650

54.8 25.918 4.680

70 89.046 9.128

El siguiente paso es la caracterización del crudo para convertir los datos de laboratorio en

pseudocomponentes, para ello Hysys dispone de la herramienta Oil Characterization.

1. Dentro de la ventana de Simulación Básica, abrimos la pestaña Oil Manager. El texto

de la derecha nos indica que antes de acceder al desarrollo del crudo debemos tener

en cuenta dos consideraciones, una es que el paquete de fluido este definido y

seleccionado y otra que dicho paquete sea capaz de manejar los componentes

hipotéticos que se van a crear.


152

2. Hacemos clic en el recuadro Enter Oil Environment.

3. Dentro de la ventana que nos ha aparecido nos situamos en la pestaña Assay y

pulsamos el recuadro Add para poder crear nuestro crudo.

4. En la pestaña desplegable de Assay Data Type seleccionamos la opción TBP.


153

5. Seleccionamos del menú desplegable de ligeros finales la opción Input Composition.

6. En la parte de la derecha marcamos el botón Light Ends y elegimos la opción Liquid

Volume % de la pestaña desplegable para introducir la composición de los ligeros

finales.

7. Rellenamos la tabla con la composición.

8. Dentro del menú desplegable de Bulk Properties elegiremos la opción Used.

9. En el recuadro de Molecular Wt. Curve seleccionamos la opción Dependent.

10. En el resto de pestañas desplegables elegiremos en todas la opción Independent.

11. Seleccionando todo esto aparecen una serie de botones en la parte de la derecha, que

tendremos que ir seleccionando para introducir los datos del ensayo.


154

12. Seleccionando el botón Bulk Props introducimos el peso molecular del crudo (282.62) y

la densidad API (33.9).

13. Antes de seguir introduciendo los datos del ensayo hay que elegir los métodos de

extrapolación que Hysys usara para los cálculos. Dentro de la pestaña Calculation

Defaults elegimos Lagrange para todas las curvas.


155

14. Volvemos a la pestaña Input Data, marcamos el botón Distillation y elegimos la opción

Liquid Volume en el recuadro de Assay Basis.

15. Hacemos clic en el recuadro Edit Assay y nos aparecerá una tabla donde

introduciremos los datos de porcentaje destilado y temperatura del ensayo TBP.

16. Pulsar Ok cuando se acabe de introducir los datos.

17. Seleccionamos el botón Molecular Wt y hacemos clic en Edit Assay e introducimos los

valores de los pesos moleculares del ensayo TBP.

18. Clic en Ok cuando se acabe de introducir los datos.


156

19. Seleccionamos el botón Viscosity 1 y también seleccionamos el botón Use Both.

20. Clic en Edit Assay e introducimos los datos de viscosidad para la temperatura 1 (100º F)

y pulsar Ok cuando se hayan introducido.

21. Repetir estos dos últimos pasos para introducir los datos de viscosidad para la

temperatura 2 (210º F).

22. Seleccionamos el botón Density y pulsamos Edit Assay para introducir los datos de

densidad API.


157

23. Clic en Ok. El crudo está completamente definido mediante los datos del ensayo de

laboratorio.

24. Hacemos clic en el botón Calculate, que aparece en la parte inferior derecha, para que

Hysys haga los cálculos.

25. La franja de color inferior, que antes era de color amarillo, ha cambiado a color verde

indicando que los cálculos se han realizado con éxito.

26. Hacemos clic en la pestaña Working Curves y observamos que con los datos

introducidos, Hysys ha calculado 50 puntos para cada una de las curvas.

27. Estos puntos se pueden ver de forma grafica en la pestaña Plots y seleccionando del

menú desplegable la curva que queramos ver.


158

28. Cerramos la ventana.


159

Creación de los pseudocomponentes y la mezcla.

Ahora que los datos han sido calculados el siguiente paso es cortar el ensayo en

pseudocomponentes individuales del petróleo.

1. Nos vamos a la pestaña Cut/Blend y hacemos clic en el botón Add.

2. En la lista de ensayos esta seleccionado el ensayo que hemos creado (Assay-1).

Pulsamos el botón Add.

3. Hysys ha calculado por si mismo los cortes basándose en sus opciones por defecto,

esta opción se puede cambiar en la pestaña de la derecha (Cut Option Selection),

seleccionando otra opción diferente a la que está marcada (Auto Cut).

4. Si nos situamos en la pestaña Tables podemos ver que Hysys ha creado 38

pseudocomponentes y ha calculado sus propiedades.


160

5. Dentro de esta pestaña se pueden ver datos de interés que Hysys ha calculado

variando la opción del menú desplegable Table Type.

6. En la pestaña Property Plot se pueden ver los datos calculados, visto antes tabulados,

en forma de grafica y distribuido en volumen de líquido destilado, en masa o en moles.


161

7. Otra de las pestañas interesantes a observar es la Composite Plot, aquí se compara la

grafica que Hysys ha calculado con la grafica que Hysys crea al introducir los datos.

8. Cuando se hayan observados todos los resultados cerramos la ventana para volver a la

de Caracterización del crudo.

Instalación del crudo.

1. Nos situamos en la pestaña Install Oil.

2. En la celda Stream Name introducimos el nombre de la corriente que abastecerá la

simulación con la alimentación de crudo (Crudo Precalentado).


162

3. Ahora pulsamos el recuadro inferior derecho (Return to Basis Environment).

4. Si nos vamos a la pestaña de componentes y vemos nuestra lista de componentes

observaremos que se han añadido a la lista los pseudocomponentes.

5. Si volvemos a ver nuestro paquete de fluidos podremos observar que el número de

componentes que trata ha aumentado hasta 44 debido a los pseudocomponentes.


163

V.2.4.- Entrando en el entorno de simulación (PFD).

1. Pulsamos el recuadro Enter Simulation Environment y se puede observar la siguiente

imagen.

2. A la derecha se encuentra la paleta de objetos de donde se pueden introducir

corrientes, unidades de operación, unidades lógicas, etc.

3. En el mapa de dibujo encontramos una corriente de material que fue creada durante la

instalación del crudo.

4. Desde el menú Tools, en la parte superior, seleccionamos el Workbook.

5. Aquí podemos ver la corriente creada y su composición.


164

V.2.5.- Instalando corrientes de alimentación.

En general el primer paso en la simulación es instalar y definir las corrientes de

alimentación del proceso.

1. Introducimos la temperatura (450º F) y la presión (50 psia) de la corriente de

alimentación en la pestaña Material Streams del Workbook.

2. Introducimos el caudal de la corriente (100000 barriles/día) en la celda Liquid Volume

Flow.

3. Como la composición de la corriente quedó definida en la creación del crudo, la

corriente está completamente definida.

4. Ahora instalamos la corriente de vapor que será utilizada de alimentación por el fondo

de la torre.

5. Hacemos clic en la celda **New** del Workbook e introducimos el nombre de esta

corriente (Vapor de Fondo).

6. Introducimos la temperatura (375º F), presión (150 psia) y el caudal másico (7500 lb/h).


165

7. Creamos una nueva corriente llamada Vapor Diesel e introducimos las condiciones de

temperatura (300º F), presión (50 psia) y caudal másico (3000 lb/h).

8. Para que ambas corrientes estén completamente definidas debemos definir su

composición. Para ello nos situamos en la pestaña Compositions del Workbook.

9. Si introducimos el valor 1 en la composición del agua para una de estas corrientes y

pulsamos intro nos aparece la siguiente ventana.

10. Esta corriente está compuesta solo de agua, pulsamos el recuadro Normalize para que

los demás valores marquen 0.

11. Hacemos clic en Ok para cerrar la ventana y realizamos la misma operación para la

otra corriente creada.

12. Si cerramos el Workbook podemos ver que las corrientes creadas aparecen en el

entorno de simulación.


166

13. En Hysys se pueden introducir las corrientes de varias formas, otra de ellas puede ser

seleccionándola de la paleta de objetos.

14. Clic en la flecha de Material Stream de la paleta de objetos y después clic en un punto

del entorno de simulación para instalar la corriente.

15. Hacemos doble clic sobre la corriente instalada para abrir su hoja de datos e

introducimos la temperatura (300º F) y la presión. Cambiamos el nombre por el de

Vapor AGO.

16. Dentro de la pestaña Worksheet nos dirigimos a la página Composition.

17. Para especificar el caudal másico (2500 lb/h) pulsaremos el cuadro Edit y

seleccionaremos Mass Flows para especificar la composición e introducimos el valor

en la celda del componente agua.

18. Pulsamos ok.

19. Cerramos la ventana de la corriente.


167

V.2.6.- Instalación de unidades de operación.

El siguiente paso es instalar las unidades de operación necesaria para procesar el crudo.

Instalando el separador.

La primera operación es un separador para separar la alimentación en dos corrientes, una

liquida y otra gas. Como los demás comando de Hysys instalar una operación puede hacerse

de varias formas, una es desde el Workbook.

1. Clic en el icono de Workbook.

2. Abrimos la pestaña de Units Ops y hacemos clic en el recuadro Add UnitOp. Aparecerá

una lista de unidades de operación.

3. Dentro de la categoría seleccionamos el botón Vessels y dentro de las unidades

disponibles seleccionamos Separator.

4. Clic en Add y aparecerá la siguiente ventana.


168

5. Cambiamos el nombre que viene por defecto (V-100) por el de PreFlash.

6. Ahora debemos conectarles las corrientes de entrada y de salida. La corriente de

entrada será Crudo Precalentado que la seleccionaremos del menú desplegable de la

matriz Inlets. Las corrientes de salida serán creadas ambas e introduciremos sus

nombres en los recuadros correspondientes: PreFlash Vapor en el recuadro Vapor

Outlet y PreFlash Liquido en el recuadro Liquid Outlet.

7. El separador está definido completamente.

8. Dentro de la pestaña diseño, abrimos la página Parameters y observamos el valor de

los parámetros para el equipo, que son todos aceptables para este caso.

9. Se pueden ver los resultados de los cálculos que Hysys ha realizado para las

corrientes de salida en la pestaña Worksheet.


169

10. Cerramos la ventana del PreFlash y observamos que el equipo instalado aparece en el

entorno de simulación y también lo hace en el Workbook donde se refleja su nombre y

las corrientes de entrada y salida.

Instalación del horno.

El horno para calentar la corriente liquida que sale del separador será diseñado como un

calentador.

1. Seleccionamos un Heater de la paleta de objetos (presionar F4 si la paleta no está

visible)

2. Introducimos el Heater en el PFD.


170

3. Cambiamos el icono del calentador haciendo clic con el botón derecho del ratón sobre

él y seleccionando Chage Icon del menú.

4. Seleccionamos el icono Wire Frame Heater 5 y pulsamos Ok.

5. Ahora añadimos las corrientes al calentador sirviéndonos para ello del icono Attach.

6. Clic en el icono Attach.

7. Posicionamos el cursor en el final de la corriente liquida del separador y cuando este

visible la palabra Out hacemos clic y arrastramos hasta el calentador.

8. Con la opción aun activada y poniendo el ratón sobre el horno añadimos una corriente

producto y una corriente de energía.


171

9. Hacemos doble clic en el icono del horno y dentro de la ventana que nos aparece nos

situaremos en la página Conections de la pestaña de diseño.

10. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Horno.

11. Para que el horno este completamente definido haría falta especificar la perdida de

carga (10 psi) y el calor absorbido en la página Parameters.

12. Especificando la temperatura de la corriente de salida Hysys calcula el calor, pero esta

temperatura no es conocida.

13. Este equipo y su corriente de salida quedaran definida cuando instalemos el mezclador

del cual si sabemos a que temperatura tiene que salir la corriente.

14. Cambiamos el nombre de la corriente de salida por el de Crudo Calentado.


172

Instalando el mezclador.

La siguiente unidad es un mezclador utilizado para unir las corrientes de Crudo Calentado y

PreFlash Vapor.

1. Seleccionamos el Mixer de la paleta de objetos y lo posicionamos en el PFD.

2. Unimos las corrientes de entrada de algunas de las formas explicadas con anterioridad.

3. Creamos una corriente producto llamada Alimentación Torre.

4. En esta corriente introducimos la temperatura de entrada a la torre (650º F).


173

5. Al marcar la temperatura de esta corriente Hysys ha calculado la corriente anterior y el

calor necesario en el horno.

Instalación de una corriente de energía.

1. Seleccionamos Energy Streams de la paleta de objetos.

2. La introducimos en el PFD y le cambiamos el nombre por el de Q-Alimentación.

Instalación de la columna.

Hysys tiene un numero de columnas predefinidas que tu puedes instalar y operara cambiando

los nombres de las corrientes, el numero de etapas y las especificaciones por defecto, y añadir

equipos laterales o auxiliares. Para este caso la columna elegida es un Refluxed Absorber con

un condensador total.

1. Nos dirigimos al menú de preferencias de Hysys desde la pestaña superior Tools.

2. Dentro de la página de opciones debemos comprobar que esté marcada la opción Use

Input Experts.

3. Cerramos la ventana e instalamos el Refluxed Absorber desde la paleta de objetos.

4. Si hacemos doble clic en la figura nos aparecerá la ventana para definir la torre que

está dividida en 4 pasos.


174

5. Introducimos el numero de etapas en #Stages como 29 platos teóricos.

6. En la matriz Optional Inlet Streams debemos introducir las corrientes de alimentación la

torre (Alimentación Torre y Q-Alimentación) y seleccionar el plato de entrada (ambas

en el plato 28).

7. Como corriente de entrada de cola (Bottom Stage Inlet) debemos seleccionar el vapor

que entrara por cola (Vapor Fondo).

En el condensador vemos que por defecto es de tipo parcial y aparecen dos corrientes

de salida, una vapor y otra liquida. En nuestro caso dejaremos esta opción por defecto y la

corriente vapor no tendrá caudal. Tendremos dos corrientes en fase liquida, una de


175

hidrocarburos y otra de aguas. Todas las corrientes productos deberán ser creadas

introduciendo sus nombres en los recuadros correspondientes.

8. Introducimos las corrientes Off Gas y Nafta en los recuadros de Ovhd Outlets.

9. En la tabla Optional Side Draws introducimos la corriente Agua y especificamos el tipo

de corriente (Type W) y la etapa de salida (Condensador).

10. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Torre Atmosférica.

11. En la pestaña de liquido de cola (Bottoms Liquid Outlet) introducimos la corriente

producto Residuo.

12. En la pestaña de Condenser Energy Stream introducimos el nombre de Q-

Condensador.

13. Hysys te da la opción de numerar las etapas de arriba abajo (Top Down) o de abajo

arriba (Bottom Up) en los botones de Stage Numbering.

14. La primera página está completamente definida y por lo tanto aparecerá visible el

recuadro Next para avanzar a la siguiente página de la configuración de la torre. Clic en

Next.

15. En esta página se van a estimados de presión del equipo: 19.7 psia en la presión del

condensador, 9 psi en la perdida de presión del condensador y 32.7 en la presión de la

etapa de salida.


176

16. La página está completamente definida y hacemos clic en Next.

17. La siguiente página sirve para introducir estimaciones opcionales de valores de

temperaturas, Hysys normalmente no requiere de estimaciones para producir la

convergencia de la columna, obtiene resultados buenos en una rápida solución.

Introduciremos los siguientes valores: 100º F en el condensador, 250º F en Top Stage

y 700º F en Bottom Stage.

18. Clic en Next para avanzar hasta la última página de definición de la torre.

19. En general una torre de este tipo con un condensador parcial tiene dos grados de

libertad y Hysys proporciona dos especificaciones por defecto, el ratio de vapor y el

ratio de reflujo, que es lo que nos aparece en esta ultima página.

20. De la pestaña desplegable de Flow Basis elegimos la opción Volume.


177

21. Introducimos los valores de 0 para el ratio de vapor y 1 para el ratio del reflujo.

22. Hacemos clic en el recuadro Done y nos aparecerá la siguiente ventana.

El estatus se muestra en color rojo, lo cual indica que la torre aun no está

completamente especificada para su simulación.

23. Seleccionamos la página Monitor de la pestaña Diseño de la columna. Esta página

muestra el estado de la columna y se calcula y actualiza la información con cada

iteración. También puedes cambiar los valores de especificaciones, y activar o

desactivar las especificaciones utilizadas por el solucionador de la columna. Esta


178

página nos muestra los grados de libertad y marca que actualmente es 1, con lo cual

necesitamos una especificación. Como ya se dijo antes la columna genera dos grados

de libertad y requiere de dos especificaciones activas. En nuestro caso se ha creado un

tercer grado de libertad al crear la corriente Q-Alimentación, ya que es desconocida su

especificación. Hysys no ha creado ninguna especificación para este grado de libertad

y tenemos la necesidad de crearlo.

24. Nos dirigimos a la página Specs para introducir la especificación que nos falta.

25. En el recuadro Column Specifications, borramos las especificaciones Reflux Rate y

Btms Prod Rate.

26. Hacemos clic en Add y de la lista que aparece seleccionamos Column Draw Rate y clic

en el botón Add Spec(s).


179

27. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Waste H2O y no hará falta más

información ya que esta especificación estimara su valor cuando simulemos la torre.

Tenemos ahora 0 grados de libertad.

Instalación de los equipos laterales.

1. Nos situamos ahora en la página Side Stripper de la pestaña Side Option.

2. Hacemos clic en el recuadro Add para añadir un stripper lateral.


180

3. Cambiamos el nombre por KeroSS.

4. Introducimos la etapa de extracción (Draw Stage) en la etapa 9 y la etapa de

reintroducción (Return Stage) en la etapa 8.

5. En Flow Basis marcamos el botón Std Ideal Vol.

6. Debemos crear una nueva corriente producto (Keroseno) en Product Stream en el cual

debemos introducir un valor aproximado de caudal. Este valor se calcula fijándonos en

los valores que Hysys nos dio al principio de la composición de nuestro crudo. El valor

que nos daba era de 0.069, esto multiplicado por el caudal de alimentación hace que

este valor sea de 7000 barril/día aproximadamente. Este valor es introducido en la

celda Draw Spec.

7. El equipo está completamente definido y hacemos clic en el recuadro Install.


181

8. Cerramos la ventana y observamos un resumen de la información del equipo que

hemos instalado.

9. Siguiendo los mismos pasos instalamos dos stripper laterales más. Las siguientes

figuras recogen toda la información a introducir.


182

10. Nos dirigimos a la página Monitor y vemos las nuevas especificaciones que Hysys ha

creado. La instalación de los equipos laterales ha creado 4 grados de libertad y Hysys

ha creado 3 especificaciones de caudal producido y una especificación adicional para

el hervidor que se crea en el stripper del Keroseno. Actualmente tenemos 7 grados de

libertad y debemos de tener 7 especificaciones activas.

Instalación de los Pump Arounds.

1. Desde la pestaña Side Ops seleccionamos la página Pump Arounds.

2. Hacemos clic en Add y nos aparece una ventana para introducir los datos.

3. En la pestaña Return Stage marcamos la etapa 1.

4. En la pestaña de Draw Stage seleccionamos la etapa 2.


183

5. Hacemos clic en Install y aparece la siguiente ventana.

6. Cada Pump Around tiene dos especificaciones asociadas a él. Por defecto hysys

marca estas especificaciones como el ratio de circulación y la diferencia de

temperatura. En este caso cambiaremos la especificación de la temperatura por la de

calor.

7. Introducimos el valor de la primera especificación como 5000 barril /día.

8. Hacemos doble clic en el nombre de la segunda especificación y nos aparecerá otra

ventana, donde seleccionaremos Duty del menú desplegable de Spec Type.

9. En el valor de la especificación introducimos -55e6 Btu/h.


184

10. Cerramos la ventana y volvemos a la ventana anterior. El resto de datos es calculado

por el resolvedor de la columna.


12. Creamos dos Pump Around mas siguiendo los pasos anteriores. En las siguientes

figuras se reflejan los datos introducidos.


185

13. Volvemos a la página Monitor. Observamos que Hysys ha creado 6 nuevas

especificaciones ya que la adición de los pumpa round ha creado 6 nuevos grados de

libertad (13 en total). Debemos tener 13 especificaciones activas.


186

Añadiendo especificaciones a la columna.

La pagina Monitor nos muestra que los grados de libertad son 0 y que la columna esta

lista para ser resuelta. Sin embargo el estatus sigue de color rojo, lo cual nos indica que alguna

de las especificaciones deben ser cambiadas. Reemplazaremos las especificaciones

WasteH2O Rate y KeroSS BoilUp.

1. Nos situamos en la página Specs.

2. Pulsamos el botón de Add y seleccionamos Column Liquid Flow y hacemos clic en Add

Spec(s).

3. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el nombre de Overflash. En la celda

de Stage seleccionaremos la etapa 27. Un valor típico para este tipo de especificación

es un 3-5% del total de la alimentación de la columna en este caso marcaremos el

3.5% y será 3500 barril/día.

4. Cerramos la ventana y la especificación habrá sido añadida.


187

5. Pulsamos el botón Add y seleccionamos Column Duty y hacemos clic en Add Spec(s).

6. Cambiamos el nombre por defecto por el de Kero Reb Duty.

7. En la celda Energy Stream seleccionamos Kero_SS_Energy@COL1.

8. En la celda de Spec Value introducimos 7.5e6.


Simulando la columna.

1. Seleccionamos la página Monitor para ver la matriz de especificaciones. Los grados de

libertad son cero, la columna esta lista para ser calculada, pero un valor para la

especificación del ratio de destilado de nafta debe ser supuesto inicialmente. Hay

algunas especificaciones que actualmente están activas y tú quieres usar solo como

estimación y viceversa.

2. En el Specified Value para Distillate Rate introducir 2e4.

3. Activar la especificación Overflash seleccionándola como activa.

4. Activar la especificación Kero Reb Duty.

5. Activar la especificación Vap Prod Rate.

6. Desactivar la especificación Reflux Ratio.

7. Desactivar la especificación Waste H2O Rate.

8. Desactivar la especificación KeroSS BoilUp Ratio.

9. Hysys empieza a calcular y la información va apareciendo en la siguiente figura con

cada iteración.


188

10. Hacemos clic en la pestaña Performance y seleccionamos la página Column Profiles o

Feed/Products para ver más detalles de cada etapa.


189

Perfiles de temperatura de las corrientes productos.

1. Nos situamos en la página Plots dentro de la pestaña Performance.

2. Seleccionamos la propiedad de temperatura en el primer recuadro y en el segundo

seleccionamos Boiling Points Assay.

3. Hacemos clic en View Graph.

4. Hacemos clic en el recuadro Profile Data Control.


190

5. Seleccionamos el botón Multi Tray y aparece una matriz con las etapas del proceso,

donde tenemos que seleccionar las etapas que queremos ver.

6. Activamos las etapas: condenser, 29_Main TS (Residue), KeroSS_Reb (Kerosene),

3_DieselSS (Diesel) y 3_AGOSS (AGO).

7. Del menú desplegable inferior seleccionamos la opción TBP.

8. Marcamos los botones de Liquid Vol y Light Liquid.

9. Cerramos la ventana y podemos ver las curvas.


191

10. Cerramos la ventana para volver a la ventana de datos de la columna.

Moviéndose dentro del diagrama de flujo de la columna.

1. Hacemos clic en el recuadro inferior Column Environment.

2. Vemos un sub-diagrama de flujo de la columna.


192

3. Para ver el diagrama de esta forma hemos personalizado la columna.

4. Teniendo seleccionada la columna, pulsamos el botón derecho del ratón y

seleccionamos la opción Show Trays.

5. En la ventana que aparece marcamos el botón Selected Expansion y hacemos clic en

el recuadro Check All para marcar y que aparezcan en el PFD todos los platos.

6. Ahora desmarcamos las etapas que no nos interesa ver de la lista Selected control.

7. Del menú Tools seleccionamos la opción Auto Position All y Hysys recolocara el PFD.

8. Haciendo clic en el icono del Workbook podemos ver las propiedades de todas las

corrientes de materia y energía y unidades de operación.


193

9. Pulsamos el icono Enter Parent Simulation Environment para volver al PFD de la

simulación completa.

10. Si utilizamos la opción de autoposicionar tendremos el diagrama de flujo como se

muestra en la figura.

V.2.7.- Viendo y analizando resultados.

Los resultados calculados para cada equipo y para las corrientes de entrada y salida

se pueden ver usando el Workbook.


194

Otra forma que ofrece Hysys para poder ver los resultados es usar el Object Navigator,

para ver un equipo, corriente u operación en particular.

1. Si pulsamos este botón nos aparece la siguiente ventana.

2. Desde aquí puedes seleccionar lo que deseas buscar para ver sus resultados.

3. Por ejemplo, si queremos ver el resultado de una corriente marcaríamos el botón

Streams y de la lista seleccionaríamos la corriente la corriente de la cual queremos ver

los resultados y pulsamos el recuadro View.

V.2.8.- Instalando curvas de puntos de ebullición.

Previamente se han visto los puntos de ebullición de las corrientes productos usando la

pestaña Plots. También se pueden ver las curvas para una corriente producto usando la

herramienta Aspen HYSYS´BP Curves Utility.

1. Abrimos el Navigator.

2. Seleccionamos el botón Streams.

3. De la lista seleccionamos Keroseno.

4. Hacemos clic en el botón View.

5. En la ventana que aparece nos situamos en la página Utilities de la pestaña

Attachments y hacemos clic en Create.


195

6. Seleccionamos la opción Boiling Point Curves y hacemos clic en añadir utilidad.

7. En la ventana que nos aparece cambiamos el nombre por el de Keroseno Curva BP.

8. Para ver los resultados abrimos la pestaña Performance para ver la matriz de datos.


196

9. Seleccionamos la página Plots y aparecen estos datos graficados.


11. Las siguientes graficas reflejan las curvas TBP de las demás corrientes productos.


197

V.2.9.- Usando el Databook.

La herramienta databook de Hysys nos servirá para poder ver diferentes resultados de

nuestras variables más importantes al cambiar el escenario de simulación. Estos resultados se

pueden ver de forma tabular o grafica. Para abrirlo lo seleccionamos del menú desplegable

Tools.


198

El primer paso es añadir las variables al databook dese la pestaña Variables. En este

ejemplo la especificación Overflash será variada y examinada para investigar sus efectos en

las variables siguientes:

D1160 Boiling Temperature para el 5 % del volumen del punto de corte de la corriente

de Residue.

Corriente de calor de la corriente Trim Duty.

Ratio de reflujo de la columna.

1. Hacemos clic en el recuadro Insert.

2. Seleccionamos el botón UnitOps.

3. Seleccionamos Torre Atmosférica de la lista de objetos y Reflux Ratio de la lista de

variables.

4. Clic en Add y la variable aparece en el Databook y también en el Navigator.


199

5. Para introducir las otras dos variables nos fijamos en las siguientes figuras.

6. El nombre de la variable puede ser cambiado en el recuadro inferior de la ventana.

7. Cerramos la ventana y observamos las variables que se han introducido.

8. El siguiente paso es crear una tabla de datos. Nos situamos en la pestaña Process

Data Tables.


200

9. Hacemos clic en Add y Hysys creara una tabla de datos en la que cambiaremos el

nombre por defecto por el de Variables Llaves.

10. Marcamos las tres variables para que aparezcan en la tabla creada.

11. Hacemos clic en el recuadro View y observamos la tabla que Hysys ha creado.


201

12. Supongamos que quieres hacer algunos cambios en la simulación pero te gustaría

recordar los valores de algunas variables antes de hacer estos cambios, tú puedes

usar el Databook para ello. Nos situamos en la pestaña Data Recorder.

13. Clic en el botón Add y Hysys crea un escenario llamado Scenario 1

14. Activamos las tres variables.

15. Hacemos clic en Record y aparecerá una nueva ventana para darle un nombre a este

primer estado de la simulación.

16. Cambiamos el nombre por el de 3500 O.F. y pulsamos OK.


202

17. Marcamos ahora el botón Table y hacemos clic en View.

Cambiando la especificación Overflash.

1. Clic en Object Navigator.

2. Marcamos el botón UnitOps.

3. Seleccionamos Torre Atmosférica y hacemos clic en View.

4. Nos vamos a la página Monitor de la pestaña de diseño.

5. Cambiamos el valor de la especificación por 1500 barril/día y Hysys automáticamente

recalcula el sistema.

6. Guardamos estos datos en otro estado en el databook.

7. En la siguiente figura se muestran el valor de las variables de diferentes estados para

el escenario 1.


203

V.3.- Simulación Dinámica.

En este tutorial la capacidades dinámicas de aspen Hysys serán incorporadas dentro

del caso básicos del modelo de refino.

Un simple fraccionador facilita productos como nafta, keroseno, diesel, gas oil, residuo

atmosférico a través de la alimentación de un crudo pesado. En este tutorial el crudo

precalentado fue alimentado a un separador de fases para separar el líquido del vapor. El

líquido fue calentado en un horno y vuelta a combinar con el vapor. La combinación de ambas

corrientes sirvió de alimentación a una columna de fraccionación atmosférica. En la parte

dinámica de este tutorial solo consideraremos la columna de crudo. Es decir, eliminaremos el

tren de precalentamiento del diagrama de flujo.

V.3.1.- Simplificar el diagrama de flujo en estado estacionario.

1. Continuamos con el caso tal y como lo hemos dejado en el apartado de análisis de

resultados de la parte estática.

2. Seleccionamos Preferences en el menú Tools.

3. Nos dirigimos a la página Dynamics de la pestaña Simulation.

4. Marcar las opciones que aparecen en la imagen.

5. Nos vamos a la pestaña de variables y seleccionamos la página de Units.

6. En Available Unit Sets seleccionamos SI.


8. Añadimos una corriente de material al PFD.

9. En el nombre de la corriente escribimos Store. Esta corriente será utilizada para

almacenar la información de la corriente de alimentación a la torre.


204

10. Hacemos clic en el botón de la parte inferior Define from Other Stream.

11. En el grupo de Available Streams seleccionamos la corriente Alimentación Torre.

12. Hacemos clic en Ok y copiara la información de la corriente Alimentación Torre a la

nueva corriente creada (Store).


14. Borramos las corrientes y unidades de operación anteriores a la alimentación de la

torre. Después de borrar todo esto la corriente Alimentación Torre no está especificada

completamente.

15. Abrimos la ventana de propiedades de la corriente Alimentación Torre.

16. Pulsamos el botón Define from Other Stream.

17. Seleccionamos la corriente Store y hacemos clic en Ok.


205

18. Cerramos esta ventana y borramos la corriente Store.

19. Guardamos el caso y tenemos en cuenta que este seleccionado el botón Standard

Windows file picker de la pestaña Files de la sección de preferencias.

V.3.2.- Definiendo tamaño de los equipos y la columna.

Tamaño de la columna de fraccionamiento.

1. Abrir la ventana de propiedades de Utilities pulsando CTRL U.

2. Bajamos por la lista hasta la opción Tray Sizing.

3. Hacemos clic en Add Utility.


206

4. Cambiar el nombre por el de Main TS.

5. Clic en el botón Select TS.

6. En la lista de Flowsheet seleccionamos Torre Atmosférica y en la lista de objetos

seleccionamos Main TS. Y pulsamos Ok.

7. En la lista Use Tray Vapour seleccionamos Always Yes.

8. Hacemos clic en Auto Section, por defecto aparecerá seleccionada el tipo Valve.

9. Dejamos el valor por defecto y hacemos clic en Next.

10. Dejamos los valores que aparecen y hacemos clic en Complete AutoSection.

11. Aspen calcula el tamaño de los platos basándose en los parámetros de las corrientes

del estado estacionario y del tipo de plato que queramos. Tres secciones han

aparecido una sección que incluye los platos del 1 al 25, otra que incluye los platos 26


207

y 27, y otra que incluye los platos 28 y 29. Ya que hay tres tipos de condiciones de flujo

volumétrico tres secciones de tamaño de plato son necesarias.

12. Nos dirigimos ahora a la página Specs de la pestaña de diseño.

13. Ahora nos vamos a la pestaña Performance y seleccionamos la página Results para

ver la dimensión y la configuración de los platos de las diferentes secciones. Debemos

recordar los datos que se recogen en la siguiente tabla.


208

Sección 1 Sección 2 Sección 3

Diámetro (m) 5,486 3,962 3,353

Distancia entre platos (mm) 50,8 50,8 50,8

Distancia entre poros (mm) 609,6 609,6 609,6

Numero de líneas de flujo 2 2 2

Altura total (m) 8,594 5,545 5,805

Max. DP/Plato (kPa) 0,893 0,916 0,641

14. El numero de flujo es dos por tanto la longitud actual es la altura total dividida entre dos

(4.297 m.).

15. Confirmamos la máxima pérdida de presión por plato y el número de platos de la

columna, la pérdida de presión total de la columna será el número de platos por la

máxima perdida de presión de platos (26.55 kPa).

16. Cerramos el Tray Sizing.

17. Hacemos doble clic en el icono del PFD Column Torre Atmosférica.

18. Hacemos clic en la página Sizing de la pestaña Rating.

19. Introducimos los valores que hemos visto antes.

20. En el Internal Type seleccionamos Valve.


22. Hacemos clic en Column Runner.

23. Hacemos clic en la tabla Parameters y luego seleccionamos la página Profiles.


209

24. Recordad el valor de la presión de la etapa 1. Calculamos la presión teórica de la etapa

Bottom como la presión de la primera etapa más la pérdida total de carga.

25. En la columna de Pressure especificamos la presión de la etapa 29 como 224.45 kPa.

26. Hacemos clic en el botón Run.


Tamaño de los equipos laterales.

1. Desde el menú Tools seleccionamos Utilities.

2. Hacemos doble clic sobre Tray Sizing.

3. Cambiamos el nombre por el de Keroseno_SS TS.

4. Clic en Select TS.

5. Seleccionamos Torre atmosférica de la lista y después Keroseno_SS. Pulsamos Ok.

6. Hacemos clic en Auto Section.

7. Seleccionamos la opción Valve y clic en next.


210

8. Clic en Complete AutoSection.

9. Recordamos los datos de la página Result de la pestaña Performance.

10. Cerramos la ventana

11. Repetimos los pasos para Diesel Ligero_SS y para Diesel Pesado_SS.


211

12. Cerramos la ventana de Available Utilities.

13. Introducimos los datos como hemos hecho antes para la columna.


212

Tamaño del condensador.

1. Doble clic en el icono del condensador.

2. Nos vamos a la página de condiciones del Worksheet.

3. En la página de condiciones nos fijamos en el caudal de líquido de cada corriente.

4. Calculamos el volumen del condensador asumiendo un nivel de líquido del 50% del

volumen total del condensador y un tiempo de residencia de 10 minutos.

5. El volumen calculado es de 58 m3.

6. Nos situamos en la pestaña Dynamics y en la página Specs. En el grupo Model Details

especificamos el volumen y el level Calculator como un Vertical Cylinder.


213


Tamaño de los intercambiadores de los Pump Arounds.

1. Doble clic en PA_1_Cooler.

2. Clic en Dynamics y seleccionamos Specs.

3. En la celda de Volume observamos que el valor por defecto es de 0.1 m3.

4. En el grupo Dynamics Specification comprobar que todas las especificaciones esta

limpias.


6. Repetimos el proceso para PA_2_Cooler y PA_3_Cooler.

7. Guardamos el caso.

V.3.3.- Añadiendo las operaciones de control.

Las operaciones de control pueden ser añadidas antes o después de la transición al

modelo dinámico. Las variables son identificadas y controladas mediante operaciones de


214

control lógicas PID. Sin embargo estos controladores no requieren de correr la simulación en

modo dinámico, ellos introducen el realismo del modelo y lo hacen más estable.

Añadiendo un controlador de nivel.

1. Hacemos visible la paleta de objetos pulsando la tecla F4.

2. Hacemos clic en PID Controller.

3. Hacemos clic cerca del condensador e instalamos el controlador.

4. Hacemos doble clic en el icono del controlador (IC-100).

5. En la pestaña Connections cambiamos el nombre del controlador por el de Cond LC.

6. En el grupo Process Variable Source hacemos clic en Select PV y seleccionamos la

información como vemos en la figura. Clic en Ok.

7. En el grupo Output Target Objet hacemos clic en Select OP y seleccionamos la

información como aparece en la figura. Clic en Ok.


215

8. Nos vamos a la pestaña Parameters y seleccionamos la página Configuration.

9. En la celda de Action cambiamos a Direct y en la celda de Kc introducimos 4, Ti 5

minutes, PV Minimum 0% y PV Maximum 100%.

10. Clic en el botón Control Valve.

11. En la celda Max Flow introducimos 2000 kgmole/h.

12. Cerramos la ventana y hacemos clic en Face Plate.

13. Cambiamos el modo de Man a Auto.

14. Hacemos doble clic en PV e imponemos el set point como 50%.

15. Nos vamos a la pestaña Stripchart.

16. En la pestaña Variable Set seleccionamos la opción SP, PV, OP only.


216

17. Hacemos clic en el recuadro Create Stripchart y nos aparecerá la siguiente grafica

donde podremos ver la evolución de la variable.

18. Cerramos la ventana sin cerrar la ventana Face Plate ni la ventana de la grafica.

Añadiendo los controladores de caudal.

1. Instalamos un controlador PID cerca de la corriente Off Gas.

2. Insertamos los datos del controlador.


217

3. Clic en Control Valve.

4. En el grupo Duty Source comprobamos que el botón Direct Q este seleccionado.

5. Introducimos los valores que aparecen en la imagen.


7. Hacemos clic en Face Plate y cambiamos el controlador a modo auto e imponemos el

set point de 5 kgmole/h.

8. Creamos una gráfica para ver la evolución de la variable igual que con el controlador

anterior.

9. Cerramos la ventana dejando abiertas la del Face Plate y la gráfica.

10. Instalamos un PID cerca de la corriente Diesel.

11. Abrimos el controlador e introducimos los datos.


218

12. Hacemos clic en Face Plate y cambiamos el modo a auto e introducimos el valor del

set point.

13. Creamos una gráfica para ver la evolución y cerramos todas las ventanas excepto esta

y la del Face Plate.

14. Ahora añadimos un controlador PID para la corriente Diesel Pesado con los datos que

se muestran en la siguiente figura.


219

15. Como en los demás controladores creamos la gráfica para ver la evolución de la

variable y cerramos las ventanas.

16. Por último añadimos un controlador de caudal para la corriente Keroseno.


220

17. Abrimos el Face Plate, cambiamos a posición Auto e introducimos el set point.

18. Creamos la gráfica para ver la evolución de la variable y cerramos las ventanas.


221

V.3.4.- Añadiendo especificaciones de presión y caudal.

1. Entramos en el Main Flowsheet (Diagrama de flujo principal).

2. Clicamos en el botón Dynamic Mode. Cuando nos pregunten si queremos continuar

con asistente dinámico para identificar que ítems deben ser cambiados antes de entrar

en dinámico hacer clic en el botón No.

3. Hacemos doble clic en la corriente Vapor Diesel Ligero.

4. Nos vamos a la pestaña Dynamics y seleccionamos la página Specs.

5. En el grupo de Pressure Specification desactivamos la opción Active.

6. En el grupo Flow Specification seleccionamos el botón Molar y activamos la opción.

7. El valor de la celda será el que nos aparece por defecto, ya que es el valor que tiene la

variable en la simulación estática.

8. Introducimos las siguientes especificaciones de presión y caudal como se muestran en

la siguiente figura y siguiendo los pasos anteriores.


222


223

9. Hacemos clic en Object Navigator y doble clic en Torre atmosférica. Cada corriente de

material necesita también una especificación de presión o de caudal. Usar lo siguiente

procedimiento para introducir la especificación presión-caudal para la corriente

PA_1_Draw.

10. Doble clic en PA_1_Draw.

11. En la página Specs de la pestaña Dynamics, activamos la opción Flow Specification y

marcamos el botón Molar.


13. Al tener que especificar varias corrientes que están dentro del sub-diagrama, es más

cómodo abrir el sub-diagrama y seleccionarla directamente.

14. Realizamos las siguientes especificaciones.


224

15. Guardamos el caso.

16. Cerramos todas las ventanas exepto las de face plates.

17. Para disponer de los Face Plates seleccionamos la opción Arrange Desktop del

comando Windows.

18. El integrador puede ser corrido en este punto. Hacemos clic en Start Integrator.

Cuando te salga una pregunta contestar que no.

19. Dejar que el integrador actúe unos minutos. Observe los cambios en los valores de los

Face Plate y la evolución grafica de las variables

20. Para parar el integrador hacer clic en Stop Integrator.

Documents

Hysys. Destilación Atmosférica de crudo Petrolífero.bibing.us.es/proyectos/abreproy/20285/fichero/Archivo+Anexos.pdf · Hysys. Destilación Atmosférica de crudo Petrolífero