Destilación
Destilación
Es el proceso más utilizado para la separación y purificación de líquidos, hasta que Es el proceso más utilizado para la separación y purificación de líquidos, hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor, para luego ser enfriado el vapor y sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor, para luego ser enfriado el vapor y así poder
así poder recuperar los recuperar los componentes en forcomponentes en forma líquida por ma líquida por medio de la medio de la condensación.condensación. Tenemos que tener presente que el objetivo principal de la destilación es separar una Tenemos que tener presente que el objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o como muy bien mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o como muy bien conocemos separar los componentes más volátiles de
conocemos separar los componentes más volátiles de los menos volátiles.los menos volátiles.
Destilación
Destilación
Atmosféric
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Es el proceso que se realiza a la presión cercana a la atmosférica, es utilizado para la Es el proceso que se realiza a la presión cercana a la atmosférica, es utilizado para la extracción de los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, esto se lleva a cabo extracción de los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, esto se lleva a cabo sin afectar la estructura molecular de sus componentes. Permitiendo así la separación de los sin afectar la estructura molecular de sus componentes. Permitiendo así la separación de los componentes en función a su punto de ebullición.
componentes en función a su punto de ebullición.
Objetivo de la
Objetivo de la
planta, Alimentación y Productos Obtenidos
planta, Alimentación y Productos Obtenidos
Objetivo:
Objetivo: el objetivo principal de la destilación atmosférica es la obtención deel objetivo principal de la destilación atmosférica es la obtención de combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que posteriormente son procesados y combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que posteriormente son procesados y utilizados en otras unidades tanto como materia prima o
utilizados en otras unidades tanto como materia prima o recirculación en el mismo proceso.recirculación en el mismo proceso. Alimentación y productos obtenidos:
Alimentación y productos obtenidos: La alimentación a la planta es una inyecciónLa alimentación a la planta es una inyección de crudo, el cual se encuentra en mezcla líquido-vapor, este proceso se lleva a cabo en 4 de crudo, el cual se encuentra en mezcla líquido-vapor, este proceso se lleva a cabo en 4 fases: desalador, torre pre-flash, horno atmosférico y torre de fraccionamiento para la fases: desalador, torre pre-flash, horno atmosférico y torre de fraccionamiento para la obtención de los productos; gas combustible, LPG (Gas Licuado de Petroleó), Nafta liviana obtención de los productos; gas combustible, LPG (Gas Licuado de Petroleó), Nafta liviana y pesada, kerosen, Gasoil Liviano y pesado y residuo atmosférico.
y pesada, kerosen, Gasoil Liviano y pesado y residuo atmosférico.
Curva Típica de Destilación TBP
Curva Típica de Destilación TBP
Es una destilación fraccionada efectuada en un equipo provisto con un relleno y un Es una destilación fraccionada efectuada en un equipo provisto con un relleno y un flujo de producir una buena separación de los componentes.
flujo de producir una buena separación de los componentes.
0 0 100 100 200 200 300 300 400 400 500 500 600 600 700 700 800 800 0 0 2200 4400 6060 8800 110000 %LV %LV T T ( ( º º C C ) ) CRUDO CRUDO
La figura. Muestra el punto de ebullición inicial (Initial Boiling Point) ) y el punto final de ebullición (Final Boiling Point) se observa que el rango de ebullición es bastante grande, debido a que es crudo. Estas curvas se construyen vs los volúmenes recuperados, expresados en porcentaje, permitiendo estimar cantidad de productos que se pueden obtener y rendimientos de la destilación.
Perfil de Temperatura
Los productos obtenidos por la parte superior o cabeza son gases y nafta
El primer corte lateral es el Kerosene el cual se envia a tanques.
El segundo corte lateral es el Gasoil liviano.
El tercer y ultimo corete lateral es el Gasoil pesado, el cual es enviado como carga a las
unidades de isomax.
El producto de fondo es el residuo atmosferico que no se vaporizo en el horno, ya que seria necesario elevar la temperatura de crakeo o descomposión termica de los hidrocarburos de alto peso molecular.
Por tal motivo esta corriente es enviada a la unidad de vacío.
Condiciones de Operación de la Planta de Destilación Atmosférica
Esta planta esta constituida por un desalador de crudo, torre pre-flash, horno atmosférico, torre de fraccionamiento.
El desalador de Crudo: Es una unidad encargada de eliminar las sales e impuresas que tiene el petroleo y presenta condicones de presión y temperatura de 14Kg/cm2 y 130°C respectivamente.
La Torre Pre-Flash: Son cloumnas disañadas para separar la fracciones mas livianas del crudo antes de que el mismo sea alimentado a torre principal, opera a 1,5 Kg/cm2 de presión y una temperatura de 200°C.
El Horno Atmosferico: En este equipo el crupo es precalentado para transferir la carga termica necesaria para producir el cambio de fase. Opera en condiciones entre 260 a 370°C, dependiendo a que temperatura se requiera el crudo para ser alimentado a latorre de fraccionamiento y una presión de 0,80014Kg/cm2.
Torre de Destilación Atmosférica (Torre de Fraccionamiento): Es donde ocurre la separación de los componentes del petróleo, en función de su temperatura de ebullición, aprovechando las diferencia de volatilidades de los hidrocaburos.
Dicha torre presenta la siguientes condiciones de operación:
Temperatura de Transferencia: Esta es la maxima temperatura a la que se eleva el crudo para evaporizarlo, el rendimiento de este destilado depende de esta variable.
Presión de Trabajo: Es la presión a la cual se produce la operación. Si bien afecta directamente al equilibrio líquido-vapor, generalmente se trabaja a la menor persión posible, y pro ende no se varia frecuentemente.
Temperatura de Cabeza: Es la temperatura en la zona superion de la columna fraccionada, se controla con el reflujo de cabeza, este reflujo es la fuente fría que genera la corrientede líquidos que se contacta con los vapores, produciendose los equilibios líquido-vapor.
Temperatura de Corte: Es la temperatura a la cual se realiza la extracción lateral de un combustible. Esta temperatura es controlada con ewl reflujo de cabeza y reflujos circulantes.
Inyección de Vapor: El vapor (incondensables) en las fraccionadoras disminuye la presión parcial de los hidrocarburos, estableciendo nuevos equilibrio vapor-líquido, favoreciendo la vaporización de los componentesmas volátiles.
Elementos Tnternos de una Torre o Columna de Destilación
Atmosférica
Descripción del Proceso de Operación
La destilación o fraccionamiento, del crudo es una operación que permite separar cortes o
Combustibles de una mezcla compleja de hidrocarburos, como lo es el petróleo. El principio físico en el que se basa el proceso es la diferencia de volatilidad de los componentes, por tal motivo en las columnas fraccionadoras se adecuan las condiciones termodinámicas para obtener o "condensar" los combustibles perfectamente especificados.
Se procesa en una unidad de destilación atmosférica o Topping, donde la presión de trabajo es típicamente 1Kg/cm2. Los combustibles obtenidos por este fraccionamiento por
este fraccionamiento son enviados a tanques de despacho o como carga de otras unidades que competan el refinado.
Gran parte del crudo procesado en los Topping no se vaporiza, ya que para lograrlo seria necesario elevar la temperatura de trabajo por sobre el umbral de descomposición térmica. Por tal motivo este residuo atmosférico, denominado crudo reducido, se bombea a otra unidad
Para que se produzca la "separación o fraccionamiento" de los cortes, se debe alcanzar el equilibrio entre las fases líquido-vapor, ya que de esta manera los componentes más livianos o de menor peso molecular se concentran en la fase vapor y por el contrario los de mayor peso molecular predominan en la fase liquida, en definitiva se aprovecha las diferencias de volatilidad de los hidrocarburos.
El equilibrio líquido-vapor, depende principalmente de los parámetros termodinámicos, presión y temperatura del sistema. Las unidades se diseñan para que se produzcan estos equilibrios en forma controlada y durante el tiempo necesario para obtener
los combustibles especificados.
Básicamente el proceso consiste en vaporizar los hidrocarburos del crudo y luego condensarlos en cortes definidos. Modificando fundamentalmente la temperatura, a lo largo de la columna fraccionadora.
La vaporización o fase vapor se produce en el horno y zona de carga de la columna fraccionadora.
En el Horno se transfiere la energía térmica necesaria para producir el cambio de fase y en la Zona de Carga se disminuye la presión del sistema, produciéndose el flash de la carga, obteniéndose la vaporización definitiva.
La fase liquida se logra con reflujos o reciclo de hidrocarburos retornados a la torre. Estos reflujos son corrientes liquidas de hidrocarburos que se enfrían por intercambio con crudo o fluidos refrigerantes. La función u objetivo principal de estos, es eliminar o disipar en forma controlada la energía cedida a los hidrocarburos en el horno, de esta manera se enfría y condensa la carga vaporizada, en cortes o fracciones de hidrocarburos específicas, obteniéndose los combustibles correspondientes.
La columna posee bandejas o platos donde se produce el equilibrio entre los vapores que ascienden y los líquidos descendentes. En puntos o alturas exactamente calculadas existen platos colectores desde lo que se extraen los combustibles destilados.
Productos Obtenidos y Destinos Típicos
Gas Combustible (Fuel Gas): Constituido por metano, etano y etileno. Por el contenido de mercaptanos se envía a la Unidad de Merox.
LPG ó Gas Licuado de Petróleo: Constituido por propano y butano. Pueden ser separados para la comercialización de los productos en forma individual.
Gasolina ó Nafta Liviana: Constituida por cadenas de hidrocarburos C5 y C6. Se envía a la Unidad de Isomerización. Reordenamiento molecular de parafinas lineales de pentano y hexano
Gasolina ó Nafta Pesada: Constituida por cadenas de hidrocarburos C7 a C11. Se envía al Reformador Catalítico. Es aumentar el número de octano de la nafta pesada obtenida en la destilación atmosférica del crudo.
Kerosén ó Jet Fuel: Constituido por cadenas de hidrocarburos C10 a C14. Se envía a la Unidad de Merox. Elimina El Mercaptono.
Gasoil Liviano: Constituido por cadenas de hidrocarburos C13 a C24. Se envía a Hidrotratamiento ó Hidrodesulfuración. Hidrotratamiento es utilizado en la industria petroquímica y otras para distintos tratamientos con el hidrógeno, H2 y a
Hidrodesulfuración es un proceso destinado a eliminar el azufre (impureza contaminante) que se encuentra en las fracciones del petróleo.
Gasoil Mediano: Constituido por cadenas de hidrocarburos C13 a C24. Se envía a Hidrotratamiento ó Craqueo Catalítico. Hidrotratamiento es utilizado en la industria petroquímica y otras para distintos tratamientos con el hidrógeno, H2 yCraqueo Catalítico
es un proceso de la refinación del petróleo que consiste en la descomposición termal de los componentes del petróleo en presencia de un catalizador.
Residuo Atmosférico: Constituido por cadenas de hidrocarburos C25 +. Se envía a Destilación a Vacío.
