Olefinas Proceso Completo

8/18/2019 Olefinas Proceso Completo

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Cálculo del índice de severidadExisten muchas correlaciones para determinar el índice de severidad, todas ellas toman en cuentaparámetros distintos y tienen una mayor aplicación dependiendo del caso. Entre esas correlacionestenemos:• Ecuación de Linden

y Reid

Toma en cuenta latemperatura de salida delhorno y el tiempo mediode residencia.

• Correlación deSzepesy

Donde b es la constante cin ticaempírica para me!clas dehidrocarburos y " la constante dedescomposición #lobal.

• Ecuación

Donde " es la conde descomposiciónprima y t es el tiem

• Ecuación de Illes yHorvarth

Donde E es la expansión e$ectiva dela me!cla de hidrocarburos, C% es laconcentración inicial de laalimentación, n es el orden #lobalde la reacción, " es la constante

cin tica de descomposición de laalimentación y t es el tiempo.

• Ecuación de Shu

Donde x es el #rado de#asi&cación 'conversión apropileno y etileno(.

• Ecuación Wall

Donde )C** es la del hidrocarburo, t residencia y T es absoluta.



a#rama de estabilidad termodinámica de hidrocarbu+elaciona la entalpía libre de $ormación 'la temperatura para distintos hidrocarburos.

ndica la estabilidad de estos hidrocarburotemperatura dada relacionando su entalpíade $ormación con respecto a la del carhidró#eno molecular.

Cual/uier hidrocarburo /ue presente une#ativo a una temperatura dada será estaesa temperatura.

*or otro lado, cual/uier hidrocarburo /ue preun -% positivo a una temperatura dadinestable o reactivo.

*odemos observar /ue el metano es estatemperaturas ba0as y medias, temperaturas altas este se vuelve inestable.

El etano es estable a temperaturas ba0as.

El etileno es uno de los hidrocarbur



+eacciones punto a punto hasta la $ormaciónde co/ue

Reacción I:hidrocarburos más Reacciones II y mol culas más pe/uReacción IV:de las para&nas y oReacción V: cole&nas y dienos.Reacción VI:de los compinsaturados.Reacción VII:

de los compuestos

2e ven $avorecidas de cra/ueo sobdeshidro#enación.



3ormación del co/ue4a $ormación del co/ue en los hornos de pirólisis se da a trav s de lassi#uientes reacciones:

4a $ormación del co/ue #enera problemas enya /ue se deposita en las paredes de los tulos e/uipos, este un material aislante, por depósito de este #enera puntos calientes dhorno y $avorece la $ormación dsecundarios.

El vapor de a#ua, además de disminuir parcial de los hidrocarburos, tambi n reaccico/ue $ormado en los tubos del horno, vapa monóxido de carbono e hidró#eno.

4a $ormación del co/ue se ve$avorecida a temperaturas

superiores a los 5666 %C



*roceso productivo 7le&nas

4a planta de 7le&nas de 8El Tabla!o8 produceetileno y propileno en #rado polímero por conversión

t rmica de propano y9ó etano.

3ue dise1ada por la Compa1ía alemana 84inde conuna capacidad instalada de ;<6.666 T=> de etileno

y 5;6.666 T=> de propileno en un es/uema dealimentación de 566? propano a @.666 horas

continuas anuales.4a planta tiene Aexibilidad para consumir etano y

propano como materia prima, pudiendo operar cones/uemas desde un 566? etano hasta 566? depropano, pasando por cual/uier caso de me!cla.4as materias primas provienen vía tubería de las

plantas 4-B ubicadas en el Tabla!o, y de la estaciónde separación y almacena0e de a0o -rande. 4a

planta de 7le&nas inició sus operaciones a &nes de5 .





Esta sección est con!or"ada porhornos id$nticos %&'()() a &'(#()cada uno con , ca-as radiantes y usección de convección co".n+ con

serpentines/

La con01uración de los serpentinest prevista para una alta relació

super0cie a volu"en+ 2ue producer pido calenta"iento para pro"over

pirolisis y acortar el tie"po deresidencia/

3 0n de evitar p$rdida de ole0nas pla alta te"peratura de los 1ases+ y

desarrollo de reacciones secundariase4uente de los serpentines se en!r

r pida"ente en calderas de

8IR9LISIS E;&RI3<IE;=9 S



El e4uente de la sección de pirolisi

en!r5a en un siste"a de en!ria"ientodepuración con a1ua+ 2ue consisteuna colu"na depuradora %=',@()

El 1as de pirolisis se en!r5a a @#%punto de roc5o*+ por evaporaci

a1ua puesta en contacto y encontracorriente/ 3 la vez+ se eli"in

las part5culas de co2ue+ al2uitr!racciones de destilados pesados d1as de proceso/

El 1as de proceso+ saturado con a1se condensa por "edio de aire de

ventiladores en el tope de la colu"nLos co"ponentes " s pesados %acey co2ue*+ pasan a un ta"6or separa% ',@(,* donde se separa el aceite

L3V3 9 E D3S E 8R9C



Con el 0n de o6tener condiciones de presión yte"peratura en el 1as de proceso+ y poder e!ectuarla separación de sus co"ponentes por destilación+se co"pri"e este 1as a A 6ar1 en un co"presorcentr5!u1o de 7 etapas %C' )()*/ espu$s de cad

etapa el 1as se en!r5a y se separan los co"ponentespesados en un ta"6or/

El 1as cido+ C9, y otras i"purezas+ se re"uevenentre la cuarta y la 2uinta etapa/ Los condensados

l52uidos de todas las etapas son recolectados yenviados a un separador de 6a-a presión % ',@(,*

C9<8RESIF; ELD3S CR3G E3 9





El 1as cido+ C9, y el cido sul!h5drico %H,S*eli"ina antes de la .lti"a etapa de la co"presión

del 1as de pirolisis en un a6sor6edor %=' 7()* 2e!ect.a un lavado con ;a9H en contra'corriente+reduciendo la concentración de estas i"purezas a

niveles adecuados %"enor a ) pp"*/El a6sor6edor utiliza un siste"a dual de circulación

en el 2ue la soda concentrada % , * circula en lsección superior "ientras 2ue se repone la soda

!resca+ y la soda 1astada va al !ondo del e2uipo/ Ee4uente ó soda 1astada se env5a a trata"iento

RE<9CIF; ED3S JCI 9



La soda 1astada+ a unaconcentración de , + se

env5a desde el !ondo dela6sor6edor c ustico a unseparador de des1aseo % '

7(,*/ e a2u5+ el 1aso6tenido se env5a a la

se1unda etapa delco"presor de 1as de

proceso+ y la soda se en!r5aa K(B C y se neutraliza con

=R3=3<IE;=9E S9 3

D3S=3 3La soda 1astada neutraliz

env5a entonces a un recipidespo-a"iento+ en donde

separado se env5a al "ech





Lue1o de ha6erse eli"inado losco"ponentes cidos en el lavado

C ustico+ el 1as se co"pri"e en la.lti"a etapa de co"presión y seprocede a la eli"inación del a1ua

presente en el 1as de proceso y dehidrocar6uros/ El 1as se pre'en!r5a

con propileno re!ri1erante antesdel secado para reducir el

contenido de a1ua y el volu"endel 1as/ El secado se e!ect.a en

un ta"iz "olecular dealu"inosilicato+ "ediante un

secador en servicio y otro enre1eneración %3' A() 3 ?*/ El ciclo

SEC3 9



El 1as de pirolisis se so"ete a unahidro1enación catal5tica selectiva para re"over

total"ente el acetileno y convertir dienos a"ono'ole0nas y alcanos+ el acetileno se

controla a la salida a una concentración "enor2ue ) pp"/ 8ara ello+ el 1as de pirolisis se

calienta a la te"peratura de reacción de 7( a))(BC/ La te"peratura de salida no de6e

so6repasar los ,A7MCLa hidro1enación se e!ect.a en un siste"a de

tres reactores de lecho 0-o %R' #()3 ? C*adia6 ticos+ en serie+ con en!ria"iento entre

cada lecho para re"over el calor li6erado por lahidro1enación/

Las reacciones 2ue tienen lu1ar son:

HI R9DE;3CIF;



4a selectividad se controla por inyección de a!mercaptano( a la entrada de los convertidores. Existen dosinyección de a!u$re: a los hornos de pirolisis con la &nalidala metalur#ia y disminuir la velocidad de $ormación de co/uproveer la concentración de entrada re/uerida por los mayor tiempo de operación y, directamente a la entrconvertidores de acetileno, para complementar la cantidadnecesaria para controlar la selectividad del sistema catalíticoEl sistema está dise1ado para operar con dos convertidores ey uno en re#eneración o reserva



El 1as li"pio se en!r5a en contracorriente enl5neas 2ue vienen de la sección de

!racciona"iento y se pasa por una se1undaetapa de secado+ para eli"inar el a1ua 2ue

pudiera !or"arse en el siste"a dehidro1enación/ 8osterior"ente se en!r5a en la

sección de pre'en!ria"iento con etileno ypropileno re!ri1erante y corrientes !r5as

provenientes de la zona de !racciona"iento/

EC3 9 SEC ; 3RI9 8RE'E;&RI3<IE;=9



El 1as de pirolisis y las corrientes decondensado se ali"entan a la colu"na

desetanizadora %=' @() @(,* para suseparación en !racciones/El siste"a consta de dos torres: una a alta

presión %,A 6ar y 'K@B C en el tope* 2ue realizala !unción de despo-a"iento+ y otra+ a 6a-a

presión+ reci6e el !ondo de la pri"era %li6re de"etano y livianos*/ El tope de la se1unda torre

es parcial"ente condensado con propilenore!ri1erante y se env5a al separador de C,/ El!ondo de la se1unda colu"na %A, BC* 2uecontiene C y co"ponentes " s pesados+ se

env5a a la despropanizadora/

SE83R3CIF; C, C







El 1as de pirolisis es en!riado en varias etapaso interca"6iadores %E'K(() ) , O 'K(() ) , *

hasta 2ue todo el etileno+ etano y casi todo el"etano haya condensado+ usando etileno ypropileno re!ri1erantes y con las corrientes

!r5as de H,+ etano y "etano 2ue se producenen la sección de !racciona"ientoO envi ndose estas corrientes a la colu"na

des"etanizadora/

SECCIF; E ?3P3 =E<8ER3= R3

2e en$rían nuevamente con un tercer nivel de etileno re$ri#erante 'F565 %C( y entran a otrod bi$á i l lí/ id í li t ió i t di l d t i! d



El en$riamiento en laprimera etapa se da una

parte con ) , etano ymetano y otra con

propileno re$ri#erante atres di$erentes niveles detemperatura ' %C, F G %C

y FH5 %C( hasta I;H JC

2eparadori$ásico

4os vapores de la daetapa se en$rían unaparte con ) , ymetano y la otra condos niveles de etilenore$ri#erante 'FG %C yF@5 %c(

separador bi$ásico, el lí/uido se envía como alimentación intermedia a la desmetani!adoramientras /ue el vapor se envía a la tercera etapa de en$riamiento.

4os vapores de la ;ra etapa se en$r) , y etano pasando a un sedonde una corriente rica en ) del como a#ente de en$riamientointercambiadores 'turbo expansor >



=odos los condensados de la sección de 6a-ate"peratura se ali"entan a la torre

des"etanizadora %='K)()*+ en donde se eQtraen porel tope co"ponentes livianos co"o "etano+

hidró1eno y C9, a ) 6ar/ La corriente de !ondo seenv5a a la colu"na !raccionadora etano etileno ='

K ()/

SE83R3CIF; C) C,



*K ;5 bar



La corriente de !ondo l52uida dedes"etanizadora y la corriente de tope d

desetanizadora se ali"entan en la separadoC, %='K ()*/

Esta colu"na opera a )A 6ar1 con una te"pede tope de ' ,+,B C y de !ondo d

El etileno producto se eQtrae co"o 1as o del ta"6or de re4u-o/ El etileno 1aseos

recalienta con etanol su6en!riado y se enusuarios/ El etileno l52uido se su6'en!r5a y

a al"acena"iento de etileno l52uido/ La !rde !ondo+ etano+ se calienta a te"pera

a"6iente y se recicla a los hornos de piro=iene 7( platos

&R3CCI9;3 9R3 E=3;9 E



TK F; ,

%C

TK F56,;%C

* K 5L bar





* K 56,Gbar

TK @,L %C

TK 6 %C

* K 6 bar TK @ ,< %C



El producto de tope de la despropanizadora seali"enta a la separadora de C %='77()* 2ue operaa ), 6ar1 y ,@+ B C en el tope+ y @B C en el !ondo/Esta separa el propileno del propano para o6tener

un producto 0nal co"o propileno 1rado pol5"ero/

SE83R3CIF; 8R983;9 8R98ILE;9



* K 5 bar TK @,; %C

TK ;@ %C



El producto de !ondo de la despropanizadora seali"enta a la des6utanizadora %='7A()* 2ue opera

a A 6ar1+ #KB C en el tope y ) )B C en el !ondo+para ser separado en una !racción de CK y otra

!racción de 1asolina li1era/ Co"o tope de lacolu"na se retira la !racción de CK 2ue se recicla alos hornos de pirolisis/ La !racción C7 se env5a a

la unidad de hidro1enación de 1asolina/

SE83R3CIF; CK C7



El propósito de esta unidad es eli"inarco"ponentes inesta6les %co"o diole0nas* por

hidro1enación selectiva+ con o6-eto de producir1asolina para "otor a las especi0caciones

re2ueridas/ Consta de una sección de separaciónde co"ponentes pesados+ la sección de reacción

propia"ente dicha+ y la destilación 0nal oesta6ilización/

HI R9DE;3CIF; E D3S9LI;3

7le&nas



7le&nas

9LE&I;3S I 9LE&I;3S II• 8R9 CCIF;

E=ILE;98R98ILE;9

<6,666 T=>

5;6,666 T=>

;<6,666 T=>5;6,666 T=>

• =EC;9L9DI3 =.M. NE447--)7O2T7B, EEOO

4 BDE >.-.=OB C), >4E=>B >

• EG I89SH9R;9SC383CI 3

L 2 =*4E2 P

D7 4E2=EB7+E2

G D7 4E2

=>Q7+

• 3LI<E;=3CIF;)(( C A( C (C,

( C A(

C,

<6,666 T=> C K5;6,666 T=> C ; K

<6,666 T=> C KG,666 T=> C ; K<6,666 T=> C K

; ,666 T=> C ; K FFFFFFFFFFFFFFFCK

;<6,666 T=>5;6,666 T=>;<6,666 T=>55 ,666 T=>;<6,666 T=>G6,666 T=>;<6,666 T=>

Comparación del proceso productivo entre 7le&nas y 7le&nas



• En el caso de la planta de 7le&nas , la temperatura de pirólisis para el etano estáalrededor de @H; JC y la del propano entre @ GF@H; JC, dependiendo de la severidad dcra/ueo deseada.

•

En 7le&nas , el etano se procesa a una temperatura entre @ 6 y @H6 JC y el propanentre @H6 y @G6 JC. 4os rendimientos por dise1o son:7le&nas : 7le&nas

C K9 C J K 6.LL C K9 C J K 6.L@ C K9 C;J K 6.H< C K9 C;J K 6.HGC;J 9 C;J K 6. 6 C;J 9 C;J K 6.5@

• 4os mayores tiempos de residencia están en los hornos de 7le&nas , mientras /ue en7le&nas los tiempos son menores y el diámetro de los tubos varía, al rami&carse losserpentines internamente en el horno.

• 4a depuración del -as de *roceso en 7le&nas se reali!a en una columna condensadora,en$riando el #as de proceso hasta H<J C, condensando los hidrocarburos mas pesados'aceites( y el vapor de dilución introducido con la alimentación. En 7le&nas se utili!auna columna saturadora del #as de proceso llevando el a#ua /ue recircula a su punto derocío





• 4a Conversión de >cetileno en ambas plantas se da por un sistema 3ront I End.7le&nas usa Catali!ador en base a ní/uel y 7le&nas en base a paladio

• El tipo de 2istema de 3raccionamiento depende de la inte#ración ener# tica delmomento en /ue se reali!ó el dise1o

R 7le&nas 'Dise1o en los L6(, ba0a inte#ración ener# tica, se en$ría todo el #asde proceso en la secuencia desmetani!adora I desetani!adora, paraposteriormente reali!ar el $raccionamiento de los productos etileno y propileno,el $raccionamiento de este Sltimo se e$ectSa a temperaturas positivas.

R7le&nas 'Dise1o de &nales de los @6(, con me0or inte#ración ener# tica, sereali!a una desetani!ación previa, enviándose a la !ona mas $ría de la planta

solo la corriente de metano, hidró#eno, etano y etileno, mientras /ue lascorrientes cuyo $raccionamiento se reali!a a temperaturas positivas 'C;P(, no seenvían a en$riamiento


Comparación del proceso productivo entre 7le&nas y



9LE&I;3S I 9LE&I;3S II)ornos de pirólisis *irólisis y en$riamiento sSbito

Depurador de #ases de pirólisis 4avado de #as de procesoCompresión primaria del #as de

procesoCompresión del #as de proceso

Convertidor de acetileno +emoción de #as ácido

Torres de lavado cáustico Tratamiento de soda #astadaDespo0ador de dripoleno )idro#enación

2ecado de #as de proceso 2eparación C 59C

p p p y7le&nas

Comparación del proceso productivo entre 7le&nas



p p py 7le&nas

9LE&I;3S I 9LE&I;3S IICompresión &nal del #as de

proceso3raccionadora etano9etileno

En$riamiento de la alimentaciónal desmetani!ador

2istema de re$ri#eración deetileno

*reFdesmetani!adora ydesmetani!adora

2istema de re$ri#eración depropileno

Desetani!ador *ressure s in# adsorpion U*2>V3raccionadoras etano9etileno 2eparación C ; 9CH

3raccionadoraspropano9propileno

2eparación propano9propileno

2ecado y preFen$riamiento 2eparación C H9C<

Comparación del proceso productivo entre 7le&nas y



9LE&I;3S I 9LE&I;3S II2eparación C 9C; )idro#enación de #asolina

2ección de ba0a temperatura 2istema de recompresión deetileno9propileno 'Nobe(

Desbutani!ador e hidro#enadores 2istema de vapor y condensado2istema de re$ri#eración del

propileno

2istema de dosi&cación de D=D2

2istema de re$ri#eración del etileno 2istema de metanol2istema de #eneración de vapor de

dilución

p p p y7le&nas





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