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Introducción a losProcesos de Refinación
OPERACIONES UNITARIAS III
MAYO 2007
Etapas en la producción de petróleo
Producción en boca de pozo
Tratamiento Separación de Gases Deshidratación
Transporte Oleoducto Barco Terrestre
Refinación
Instalaciones de superficie
Oil/Gas Separation
Oil/Gas Separation
Water/Gas Separator
Water/Gas Separator
Gas Sweetening
Gas Sweetening
Gas Drying ( TEG, DEG)
Gas Drying ( TEG, DEG)
Gas Fractionation
Ethylene Plant Ethylene Plant
PetrochemicalPetrochemical
Industrial useIndustrial use
Power plantsPower plants
Heating Heating
Motor VehicleMotor Vehicle
Gas
Oil
Crude oil
Crude Oil Stabilization
CondensateREFINERYREFINERY
Gas
Clasificación de los Tipos de Petróleo
Por su composición
Por su densidad
Por el contenido de azufre
Tipos de Petróleo
Por Composición (Factor Kuop) Parafínicos Mixtos Nafténicos Aromáticos
Por densidad (ºAPI) Extrapesado Pesado Mediano Liviano Muy liviano
Por contenido de S Dulces Agrios
Composición del Petróleo
Hidrocarburos de diferente peso molecular
Azufre Nitrógeno Oxígeno Metales Sales
Curvas de destilación
Ensayos normalizados (ASTM, TBP) de acuerdo al tipo de producto.
Ejemplos de ensayos: Crudos: TBP (True Boiling Point) Naftas, Kerosene y Gasoil Liviano: ATSM D86 Gasoil pesado, Crudo reducido: ASTM D1160
Se determina % vaporizado a distintas temperaturas Y Curva de destilación
Curvas de destilación – TBP Crudo
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 20 40 60 80 100
%LV
T (
ºC)
CRUDO
Curvas de destilación - TBP Crudo y Productos
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 20 40 60 80 100
%LV
T (
ºC)
NAFTA
RESIDUO
CRUDO
KERO
GOL
GOP
Curvas de destilación – TBP Acumulada
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 20 40 60 80 100
%LV
T (
ºC)
NAFTA
RESIDUO
CRUDO
KERO
GOL
GOP
Otras propiedades de los productos
Naftas Número de octanos (RON y MON) Tensión de vapor Contenido de benceno y aromáticos Contenido de azufre
Kerosene Punto de inflamación Punto de congelamiento Contenido de agua (para JP)
Gasoil Índice de cetanos Contenido de azufre Punto de inflamación Punto de enturbiamiento POFF
Refinerías en Argentina
La Plata (REPSOL YPF) Luján de Cuyo (REPSOL YPF) Campana (Esso) Dock Sud (Shell) Bahía Blanca (Petrobrás) Palza Huincul (REPSOL YPF) Campo Durán (Petrobrás) San Lorenzo (Petrobrás) Otras
Tipos de Refinería
Alta Conversión Media Conversión Baja Conversión
Procesos de Refinación
Destilación Atmosférica y al Vacío
Conversión Cracking Catalítico Craqueo Térmico Visbreaking Hydrocracking
Upgrading Reforming de naftas Isomerización Alkylación Hidrotratamiento de naftas y gasoil
Procesos de Refinación
Mejoradores octánicos MTBE TAME
Blending Tratamiento de efluentes
Aguas ácidas Aminas Claus
Servicios auxiliares y offsites Vapor Agua de enfriamiento Energía Eléctrica Antorcha Nitrógeno, aire de instrumentos, etc.
RCCRCC
StabilizationStabilization
HydrotreatingHydrotreating
VacuumDistillationVacuumDistillation
HVGO
FCCFCC
VisbreakingVisbreaking
HydrotreaterHydrotreater
Catalytic ReformerCatalytic Reformer
MeroxMerox
Amine treatingAmine treating
MeroxMerox
Solvent dearomat.Solvent dearomat.
Sulfur recoverySulfur recovery
Butane
Propane
Fuel gas
Sulfur
Kerosine
Gasoil
IsoButane
Gasoline Pool
Fuel oil
Asphalt
LPG MeroxLPG Merox
Merox
Naphtha splittingNaphtha splitting
LPG ConcentrationLPG Concentration
AlkylationAlkylation
Kerosine
Diesel
Heavy Diesel
AGO
Residue
Heavy naphtha
IsomerizationIsomerization
HydrotreatingHydrotreating
IsoButane
HydrotreatingHydrotreating
LVGO
CokingCoking
Resid upgradingResid upgrading
Catalytic condensationCatalytic condensation
MTBETAMEMTBETAME
Methanol
Mid Distillate
Coke
Butane
Asphalt plantAsphalt plant
DewaxingDewaxing
HydrocrackingHydrocracking
Mid Distillate
Lube oilLube plantLube plant
Crude AtmosphericCrude Atmospheric
GoFinerGoFiner
Benzene reductionBenzene reduction
Hydrogen productionHydrogen production
De-HydrogenationDe-Hydrogenation Butilene
IsocrackerIsocracker
HydrogenationHydrogenation
Sour Water StripperSour Water Stripper
Thermal crackingThermal cracking Mid Distillate
OligomerizationOligomerization
Oil
Gas
DesaltingDesalting
Oil & Gas fieldOil & Gas field
Oil StabilizationOil Stabilization
Gas Drying Gas Drying
Gas Sweetening H2S - CO2Gas Sweetening H2S - CO2
Water/Gas Separator Water/Gas Separator
Productos típicos de una Refinería
Propano / propileno Butano / butilenos Naftas (Premium, súper, normal,
regular) Kerosene, JP Gasoil Fuel oil Asfalto Carbón de coque Bases lubricantes Parafinas Azufre líquido
La destilación de crudos se basa en la transferencia de masa entre las fases líquida y vapor de una mezcla de hidrocarburos.
El objetivo es extraer los hidrocarburos presentes naturalmente en el crudo por destilación, sin afectar la estructura molecular de los componentes.
Se obtienen combustibles terminados y cortes de hidrocarburos para ser procesados en otras unidades.
Destilación atmosférica de crudo
Destilación atmosférica de crudo
KERO
DIESEL
AGO
Gas
LPG LN
HN
HN
Residue
Desalter
Preflash
Crude Atmospheric Tower
Overhead system
Side Strippers
Stabilizer
Naphtha Splitter
La vaporización comienza en el horno previo a la torre, y continúa en la zona de carga a la misma.
Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio líquido – vapor:
Temperatura de transferencia: máxima temperatura a la que se eleva al crudo para vaporizarlo. El rendimiento que tenga la torre dependerá de ella.
Presión de trabajo (típicamente 1 kg/cm2g). Temperatura de cabeza. Inyección de vapor: el vapor disminuye la presión
parcial de los hidrocarburos estableciendo nuevos equilibrios líquido – vapor y favoreciendo la vaporización de los componentes más volátiles.
Destilación atmosférica de crudo
Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio líquido – vapor (cont.):
Temperatura del corte: es la de extracción de cada producto, y se controla con el reflujo de cabeza y los circulantes.
Caudal de extracción de productos. La temperatura de la zona flash y la presión parcial se
pueden variar con la presión total de la zona flash y/o el caudal de vapor de agua inyectado.
Relación volumétrica reflujo - carga: incide en la eficiencia de la separación de los productos, consiguiéndose una mejor separación si aumenta esta relación.
Reflujos circulantes (PA)
Destilación atmosférica de crudo
Productos y destinos típicos: Gases: unidad de concentración de gases Nafta liviana: isomerización Nafta pesada: reforming de nafta Kerosene: Merox / producto final Gasoil liviano: pool de gasoil / hidrotratamiento de
gasoil Gasoil pesado: cracking catalítico / hydrocracking Crudo reducido: destilación al vacío
Destilación atmosférica de crudo
Links útiles
http://en.wikipedia.org/wiki/Oil_refinery http://science.howstuffworks.com/oil-refining4.htm