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

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6.- ANÁLISIS DE RESULTADOS.

6.1.- SIMULACIÓN ESTÁTICA.

Con la ayuda del programa obtenemos los diferentes cortes de nuestro crudo y la

composición volumétrica de cada uno de ellos.

Producto TBI (ºF) TBF (ºF) % Vol

Fuel Gas 96,9 158,0 0,069

Nafta 158,0 356,0 0,161

Keroseno 356,0 464,0 0,069

Diesel Ligero 464,0 554,0 0,074

Diesel Pesado 554,0 644,0 0,097

AGO 644,0 698,0 0,070

Residuo 698,0 1407,0 0,459

Tabla 6.1.- Cortes y composición volumétrica del crudo.

En nuestra simulación sacamos 5 cortes que serán: Nafta + FG, Keroseno, Diesel

(Ligero + Pesado), AGO y Residuo. Conservando estos cortes podernos ver la siguientes tabla

y graficas de la distribución de temperatura, presión y caudal a lo largo de la columna. En la

tabla se muestran marcadas en color las características de los platos de extracción de donde

se obtiene los productos intermedios (azul para el Keroseno, rojo para el Diesel y verde para

AGO).

Figura 6.1.- Evolución de la temperatura a lo largo de la torre.


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Figura 6.2.- Evolución de la presión a lo largo de la torre.

Figura 6.3.- Evolución del caudal a lo largo de la torre.


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Temperatura [F] Presión [psia] Liquido [lbmole/hr] Gas [lbmole/hr]

*Condenser 112,5 19,7 468,5 <empty>

1__Main TS 241,7 28,7 6665,6 3038,4

2__Main TS 277,7 28,8 3532,9 5585,4

3__Main TS 299,7 29,0 3555,9 6102,8

4__Main TS 310,9 29,1 3505,1 6125,7

5__Main TS 318,7 29,3 3424,8 6075,0

6__Main TS 325,8 29,4 3315,3 5994,7

7__Main TS 333,3 29,6 3161,6 5885,2

8__Main TS 342,8 29,7 2944,4 5731,4

9__Main TS 354,0 29,8 2006,2 5258,5

10__Main TS 371,4 30,0 1807,7 4978,6

11__Main TS 387,0 30,1 1681,2 4780,2

12__Main TS 399,2 30,3 1587,4 4653,7

13__Main TS 408,7 30,4 1492,8 4559,9

14__Main TS 417,3 30,6 1362,5 4465,3

15__Main TS 427,5 30,7 1126,4 4334,9

16__Main TS 444,7 30,8 3086,6 4098,8

17__Main TS 483,1 31,0 524,1 4372,8

18__Main TS 538,1 31,1 378,1 4068,1

19__Main TS 556,3 31,3 321,5 3922,0

20__Main TS 562,7 31,4 281,7 3865,5

21__Main TS 566,1 31,6 1813,8 3825,7

22__Main TS 598,8 31,7 435,4 4060,3

23__Main TS 623,9 31,8 364,0 4081,9

24__Main TS 632,3 32,0 311,1 4010,5

25__Main TS 636,6 32,1 268,7 3957,6

26__Main TS 639,6 32,3 221,6 3915,3

27__Main TS 642,8 32,4 105,4 3868,1

28__Main TS 651,1 32,6 1335,2 3751,9

29__Main TS 642,9 32,7 <empty> 569,8

1__KeroSS 382,7 29,8 765,0 <empty>

2__KeroSS 392,7 29,8 792,5 362,4

3__KeroSS 400,9 29,8 799,9 389,9

KeroSS_Reb 412,4 29,8 <empty> 397,3

1__DieselSS 476,6 31,0 845,9 <empty>

2__DieselSS 471,3 31,0 806,9 274,4

3__DieselSS 460,2 31,0 <empty> 235,4

1__AGOSS 591,4 31,7 287,7 <empty>

2__AGOSS 584,5 31,7 270,4 185,1

3__AGOSS 568,8 31,7 <empty> 167,8

Tabla 5.2.- Distribución de temperatura, caudal y presión a lo largo de la columna.


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Para el análisis de resultados también nos podemos servir de las curvas TBP de las

corrientes productos que se muestra a continuación.

Figura 6.4.- Curvas TBP de las corrientes productos intermedios.

Observando las tablas y las gráficas podemos deducir que el último stripper (AGO) está

mal situado ya que su temperatura del plato de extracción es muy inferior a la del rango inferior

de ebullición que debe de tener y por lo tanto contiene excesivos ligeros, este problema podría

solucionarse bajando el plato de extracción, pero observando la distribución de temperaturas

(ultimo plato de la columna 650ºF) no podría solucionarse con un buen resultado, solo mejorar

la composición de ligeros.

Antes de continuar con el análisis de resultados sería conveniente realizar algunos

cambios sobre la simulación original, y más concretamente 3 cambios:

1. Eliminar el reflujo del condensador.

2. Eliminar reboiler del Keroseno.

3. Cambiar el último Stripper.

1.- Eliminación del reflujo del condensador.

Estudiando la bibliografía encontramos que el reflujo en las plantas de refino es casi

inexistente en el condensador debido a que todo lo que sale por cabeza de la columna está

prácticamente exento de compuestos pesados. Por la corriente de nafta tienen que salir todos

los ligeros finales y evitar que salgan compuestos con una temperatura de ebullición superior a


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350ºF, si observamos la gráfica siguiente vemos que no existen compuestos pesados, por lo

tanto es conveniente aumentar la producción de nafta para minimizar este reflujo.

Figura 6.5.- Curva TBP y ASTM de la corriente Nafta.

Por la corriente de nafta salen los ligeros finales y las naftas, el cuadro resumen de la

composición del crudo nos indica que esta corriente puede tener un caudal de 23.000 barril/día.

Cambiamos este dato y también debemos activar la especificación del ratio de destilado y

marcar esta especificación como 0, para ello debemos desactivar algunas de las

especificaciones activas. Las únicas especificaciones que me van a permitir la convergencia de

la columna serán los caudales y los calores de los pump arounds.

Figura 6.6.- Imagen de la pagina Monitor después del primer cambio.


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La especificación elegida para su desactivación será la del calor del primer pump

around y podemos volver a ver las curvas de destilación para observar que sigue con el

cumplimiento en lo que a componentes pesados se refiere, aunque su temperatura final haya

aumentado un poco.

Figura 6.7.- Curvas TBP y ASTM de la corriente Nafta.

2.- Eliminación del Reboiler del Keroseno.

Buscando bibliográficamente encontramos que siempre o en la mayoría de los casos

se usa un el stripper con arrastre de vapor como en los demás stripper del sistema y no un

reboiler. Para seguir lo más comúnmente utilizado debemos eliminar este stripper e introducir

una corriente de vapor en su lugar. Al eliminar el reboiler eliminamos un grado de libertad por lo

tanto debe de ser eliminada la especificación del reboiler y debemos crear una corriente vapor

que tendrá las mismas propiedades que la usada para el segundo stripper.

Figura 6.8.- Curvas TBP y ASTM de la corriente Keroseno.


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Figura 6.9.- Imagen de la pagina Monitor después del segundo cambio.

3.- Cambiar el tercer stripper.

Normalmente en una refinería los tres productos intermedios que se obtienen son

keroseno, diesel ligero y diesel pesado, en nuestro caso el diesel lo obtenemos en conjunto y

sacamos una corriente de AGO. Viendo los resultados tabulados y la grafica que sigue

observamos que la temperatura de ebullición de la corriente no se corresponde con del corte

que queremos obtener (posee ligeros en su mayoría y pesados).

Figura 6.10.- Curva TBP de la corriente AGO.


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En este caso deberíamos cambiar la producción del tercer stripper y obtener diesel

pesado de él y la corriente AGO obtenerla junto con el Residuo. Por lo tanto las corrientes que

se obtienen y su composición son las que se reflejan en la siguiente tabla.

Corriente TBI-TBF % Vol.

Nafta + FG TBI-350 0,23

Keroseno 350-470 0,07

Diesel Ligero 470-560 0,075

Diesel Pesado 560-650 0,1

Residuo 650-TBF 0,525

Tabla 5.3.- Cortes y composición definitivos.

Realizamos los cambios pertinentes de composición para las corrientes y cambiamos

los nombres necesarios y la pantalla Monitor queda como refleja la siguiente figura.

Figura 6.11.- Imagen de la pagina Monitor después del tercer cambio.

Una vez realizado los cambios podemos ver de nuevo las gráficas de composición de

las corrientes productos y curvas de presión, temperatura y caudal a lo largo de la torre,

aunque estas últimas no tienen especial interés reflejarlas de nuevo porque su variación ha

sido mínima.

El objetivo a cumplir es obtener las corrientes productos dentro de los rangos marcados

por los cortes, es decir, eliminar los pesados y los ligeros que pueden llevar las corrientes. La

eliminación completa de estos puede llevar a excesivos costes y no sería conveniente

económicamente, por lo tanto deberíamos eliminarlo en la medida de lo posible sin sobrepasar

un rango que vendrá impuesto por la economía de la planta.


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Figura 6.12.- Curvas TBP de los productos.

Para ver que variables influye y en qué medida lo hacen, respecto a la composición de

ligeros y pesados se refiere, utilizaremos la herramienta Databook de Hysys de la forma que se

explica al final del apartado 5.2 de este trabajo.

Figura 6.13.- Imagen del Databook con los diferentes escenarios creados.

A continuación se muestran los diferentes escenarios o variables tratados con los

distintos valores que hemos tomado para la variable o estados y una tabla donde se

observaran cómo evolucionan las variables que queremos controlar.


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Escenario 1: Temperatura de la corriente Alimentación Torre.

Estado 1: 650ºF.

Estado 2: 630ºF.

Estado 3: 610ºF.

Estado 4: 670ºF.

Estado 5: 690ºF.

Variable Estado 1 Estado 2 Estado 3 Estado 4 Estado 5

BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3 484,3

BP 10% DIESEL LIGERO [F] 460,7 460,7 460,7 460,7 460,7


BP 10% DIESEL PESADO [F] 556,9 556,9 556,9 556,9 556,9


BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0

CALOR ALIMENTACION [Btu/hr] -1,562E+07 4,512E+06 2,438E+07 -3,597E+07 -5,649E+07

CALOR CONDENSADOR [Btu/hr] 6,117E+07 6,118E+07 6,118E+07 6,118E+07 6,118E+07

Escenario 2: Presión de la corriente Alimentación Torre.

Estado 1: 40 psia.

Estado 2: 35 psia.

Estado 3: 45 psia.

Estado 4: 50 psia.

Estado 5: 55 psia.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0

CALOR ALIMENTACION [Btu/hr] -1,562E+07 -1,748E+07 -1,398E+07 -1,252E+07 -1,119E+07



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Escenario 3: Presión de la corriente Vapor Fondo.

Estado 1: 150 psia.

Estado 2: 140 psia.

Estado 3: 130 psia.

Estado 4: 170 psia.

Estado 5: 180 psia.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 4: Temperatura de la corriente Vapor Fondo.

Estado 1: 375ºF.

Estado 2: 350ºF.

Estado 3: 325ºF.

Estado 4: 400ºF.

Estado 5: 425ºF.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,9 326,9 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,3 360,3 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,4 484,4 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 652,2 652,1 653,0 653,1




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Escenario 5: Caudal de la corriente Vapor Fondo.

Estado 1: 7500 lb/h.






BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,9 327,0 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,4 360,5 360,1 359,9

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,6 484,9 484,1 484,0





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 652,1 650,9 653,9 654,7



Escenario 6: Presión de la corriente Vapor Keroseno.

Estado 1: 50 psia.

Estado 2: 40 psia.

Estado 3: 30 psia.

Estado 4: 60 psia.

Estado 5: 70 psia.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 327,3

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 359,5

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0




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Escenario 7: Temperatura de la corriente Vapor Keroseno.

Estado 1: 300ºF.

Estado 2: 275ºF.

Estado 3: 250ºF.

Estado 4: 350ºF.

Estado 5: 400ºF.


BP 90% NAFTA [F] 326,9 327,3 327,4 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 359,5 359,5 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,4 484,3 484,4 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 8: Caudal de la corriente Vapor Keroseno.





Variable Estado 1 Estado 2 Estado 3 Estado 4

BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,7 325,8 325,3

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 358,6 361,4 362,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3

BP 10% DIESEL LIGERO [F] 460,7 460,7 460,7 460,7


BP 10% DIESEL PESADO [F] 556,9 556,9 556,9 556,9


BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0

CALOR ALIMENTACION [Btu/hr] -1,562E+07 -1,561E+07 -1,562E+07 -1,562E+07

CALOR CONDENSADOR [Btu/hr] 6,116E+07 6,034E+07 6,299E+07 6,487E+07

Como podemos observar en las dos corrientes anteriores de vapor, la presión y la

temperaturas de estas corrientes no influyen sobre las variables analizadas, por lo tanto no


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observaremos el efecto que producen estas dos variables (presión y temperatura) de las

demás corrientes vapor que quedan por analizar, ya que ocurrirá lo mismo.

Escenario 9: Caudal de la corriente Vapor Diesel Ligero.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,1 327,7 326,6 326,5

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,5 361,3 360,0 360,0

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 486,9 491,1 480,9 478,6





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 10: Caudal de la corriente Vapor Diesel Pesado.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,9 327,0 326,7 326,5

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,3 360,5

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 485,1 486,0 482,4 481,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0




93

Escenario 11: Caudal de la corriente Nafta.

Estado 1: 23000 barril/día.






BP 90% NAFTA [F] 326,8 303,2 285,3 354,0 382,9

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 326,1 289,8 391,3 422,4

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 451,0 419,3 514,2 541,9





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 642,3 631,6 663,8 674,8

CALOR ALIMENTACION [Btu/hr] -1,561E+07 -2,783E+07 -4,029E+07 -3,537E+06 8,488E+06


Escenario 12: Caudal de la corriente Keroseno.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,1 327,5 326,6 326,3

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 357,6 353,5 362,3 364,6

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 472,9 459,7 496,5 507,1





BP 10% RESIDUO [F] 653,1 647,7 642,3 658,4 663,8




94

Escenario 13: Caudal de la corriente Diesel Ligero.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,1 327,8 326,3 325,9

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 359,9 358,9 360,6 360,8

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 485,5 488,5 482,1 480,1





BP 10% RESIDUO [F] 653,1 650,4 645,0 658,4 663,8



Escenario 14: Caudal de la corriente Diesel Pesado.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,4 328,1 326,3 325,9

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 359,8 359,1 360,5 360,7

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 488,1 492,2 481,3 478,7





BP 10% RESIDUO [F] 653,1 647,7 642,3 658,4 663,8




95

Escenario 15: Número de platos del stripper del Keroseno.

Estado 1: 3 platos.

Estado 2: 4 platos.

Estado 3: 5 platos.

Estado 4: 6 platos.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,3 326,0 325,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,7 360,9 361,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,1 653,0 653,0 653,0



Escenario 16: Número de platos del stripper del Diesel Ligero.

Estado 1: 3 platos.

Estado 2: 4 platos.

Estado 3: 5 platos.

Estado 4: 6 platos.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,7 326,6 326,6

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,0 359,9 359,8

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 483,4 482,9 482,6





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0




96

Escenario 17: Número de platos del stripper del Diesel Pesado.

Estado 1: 3 platos.

Estado 2: 4 platos.

Estado 3: 5 platos.

Estado 4: 6 platos.


BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,1 360,1

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 483,9 483,6 483,4





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 18: Caudal que circula por el Pump Around 1.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 360,2

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,3 484,3 484,3 484,3





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



El calor que quitamos en el intercambiador de este pump around es una especificación

que esta desactivada y la variación de esta no producirá ningún cambio en el sistema.


97








BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,8 326,8 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,1 360,3 360,4

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 483,9 483,4 485,1 485,7





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 20: Calor del intercambiador del Pump Around 2.

Estado 1: -3.5*107 Btu/h.

Estado 2: -3*107 Btu/h.





BP 90% NAFTA [F] 326,8 325,8 326,3 327,5 328,4

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 361,2 360,7 359,0 356,8

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 479,3 481,5 488,5 493,2





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0




98








BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,9 326,9 326,8 326,8

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,2 360,2 360,2 360,3

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 484,4 484,4 484,3 484,2





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0



Escenario 22: Calor del intercambiador del Pump Around 3.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 326,3 325,8 327,5 328,3

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,7 361,0 359,2 357,6

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 481,0 478,3 489,0 493,8





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 653,0 653,0 653,0 653,0




99

Escenario 23: Especificación Overflash, reflujo del plato 27.







BP 90% NAFTA [F] 326,8 327,0 326,6 326,5 326,3

BP 10% KEROSENO [F] 360,2 360,0 360,3 360,5 360,5

BP 90% KEROSENO [F] 484,3 485,6 483,1 482,0 481,0





BP 10% RESIDUO [F] 653,0 651,4 654,6 656,0 657,4



6.1.1.- Optimización de la operación.

Una vez visto los diferentes escenarios debemos ver que variables podemos cambiar

para realizar un mejor ajuste de la columna, y así obtener un mejor rendimiento en los

productos obtenidos. La siguiente tabla muestra los productos que obtenemos de la columna y

el rango de temperatura que debe de tener su curva TBP, también muestra la temperatura del

producto obtenido del 10 y el 90% de destilado TBP que tiene actualmente. En la última

columna de la tabla la flecha indica hacia donde debe evolucionar esta temperatura para

eliminar los ligeros o los pesados que pueda contener.

Corte TBI-TBF (ºF) TBP 10% Vol (ºF) TBP 90% Vol (ºF) Evolución

Nafta + FG TBI-350 - 326,8 - -

Keroseno 350-470 360,2 484,3 - ↓

Diesel Ligero 470-560 460,7 600,4 ↑ ↓

Diesel Pesado 560-650 556,9 724,9 ↑ ↓

Residuo 650-TBF 653 - - -

Tabla 6.4.- Evolución de la composición de los productos.

La siguiente tabla muestra un resumen de lo realizado anteriormente con los

escenarios. Muestra cómo evoluciona la variable al cambiar el valor de la especificación. Esta

tabla nos sirve de gran ayuda a la hora de elegir las variables que pueden ser modificadas para

poder cumplir nuestro objetivo y como afecta esta variable. En la tabla aparecen parejas de


100

flechas en las que la primera flecha indica si la variable manipulada ha aumentado o disminuido

y la segunda flecha muestra la evolución de la variable correspondiente a cada fila

dependiendo de la variación de la primera. El par de flechas que se muestran de color rojo

indica que este cambio no es favorable para el cumplimiento de nuestro objetivo y las flechas

de color verde indican lo contrario.

Fracción Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 4 Escenario 5

90 % vol Nafta (ºF) = = = = ≈

10 % vol Keroseno (ºF) = = = = ≈

90 % vol Keroseno (ºF) = = = = ≈

10 % vol Diesel L. (ºF) = = = = ↓↑/↑↓

90 % vol Diesel L. (ºF) = = = = ↓↑/↑↓

10 % vol Diesel P. (ºF) = = = = ↓↑/↑↓

90 % vol Diesel P. (ºF) = = = = ↓↑/↑↓

90 % vol Residuo (ºF) = = = = ↓↓/↑↑

Q-Alimentación (Btu/h) ↓↑/↑↓ ↓↓/↑↑ = ≈ ↓↑/↑↓

Q-Condensador (Btu/h) = = ≈ ≈ ↓↓/↑↑


90 % vol Nafta (ºF) = ≈ ↓↑/↑↓ ≈ ≈

10 % vol Keroseno (ºF) = ≈ ↓↓/↑↑ ≈ ≈

90 % vol Keroseno (ºF) = = = ↓↑/↑↓ ≈

10 % vol Diesel L. (ºF) = = = ↓↓/↑↑ ≈

90 % vol Diesel L. (ºF) = = = = ↓↑/↑↓

10 % vol Diesel P. (ºF) = = = ≈ ↓↓/↑↑

90 % vol Diesel P. (ºF) = = = = =

90 % vol Residuo (ºF) = = = = =

Q-Alimentación (Btu/h) = = = ≈ ≈

Q-Condensador (Btu/h) ≈ ≈ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑


90 % vol Nafta (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ ↑↓

10 % vol Keroseno (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↑↑

90 % vol Keroseno (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ =

10 % vol Diesel L. (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ =

90 % vol Diesel L. (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓ =

10 % vol Diesel P. (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ =

90 % vol Diesel P. (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ =

90 % vol Residuo (ºF) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ =

Q-Alimentación (Btu/h) ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ ↓↓/↑↑ =

Q-Condensador (Btu/h) ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ ≈


101


90 % vol Nafta (ºF) ≈ = = = ↓↓/↑↑

10 % vol Keroseno (ºF) ≈ = = ≈ ↓↑/↑↓

90 % vol Keroseno (ºF) ↑↓ ≈ = ≈ ↓↓/↑↑

10 % vol Diesel L. (ºF) ↑↑ ≈ = ≈ ↓↑/↑↓

90 % vol Diesel L. (ºF) = ↑↓ = = =

10 % vol Diesel P. (ºF) = ↑↑ = = =

90 % vol Diesel P. (ºF) = = = = =

90 % vol Residuo (ºF) = = = = =

Q-Alimentación (Btu/h) = = = = ≈

Q-Condensador (Btu/h) ≈ = = = ≈

Fracción Escenario 21 Escenario 22 Escenario 23

90 % vol Nafta (ºF) ≈ ↓↓/↑↑ ≈

10 % vol Keroseno (ºF) = ↓↑/↑↓ ≈

90 % vol Keroseno (ºF) ≈ ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓

10 % vol Diesel L. (ºF) ≈ ↓↑/↑↓ ↓↓/↑↑

90 % vol Diesel L. (ºF) ≈ ↓↓/↑↑ ↓↑/↑↓

10 % vol Diesel P. (ºF) ↓↑/↑↓ ↓↑/↑↓ ≈

90 % vol Diesel P. (ºF) = = ↓↑/↑↓

90 % vol Residuo (ºF) = = ↓↓/↑↑

Q-Alimentación (Btu/h) = = ↓↓/↑↑

Q-Condensador (Btu/h) ≈ ≈ ≈

Tabla 6.5.- Evolución de las variables en cada escenario.

Con la ayuda de esta tabla y los escenarios anteriormente creados evaluamos la

influencia de cada una de las variables o especificaciones modificadas.

1. Temperatura de la corriente Alimentación Torre.

La variación de esta variable solamente influye en el calor introducido con la alimentación

(Q-Alimentación), ya que hemos definido unas temperaturas a lo largo de la torre cuando la

instalamos y la alimentación debe entrar en unas condiciones adecuadas para estas

temperaturas definidas. La corriente de calor sirve para acondicionar la alimentación a las

condiciones de la torre, podríamos aumentar la temperatura para obtener un ahorro energético,

pero dicho ahorro será gastado en subir la temperatura del crudo en el horno, por lo cual esta

variable no conviene manipular, ya que no produce un beneficio neto de la instalación y porque

aumentar la temperatura por encima de los 650ºF podría ocasionarme problemas, exceso de

vapor en la alimentación o fenómenos de cracking térmico.


102

2. Presión de la corriente Alimentación Torre.

Como ocurre con la variable anterior también hemos definido la presión a lo largo de la

columna y es de nuevo la corriente calor a la entrada la que acondiciona la corriente de

alimentación de crudo en la entrada de la torre. Una disminución de la presión hace que

aumente la fase vapor de la corriente y como consecuencia la necesidad de calor son menores,

con lo cual tendríamos un ahorro energético. Este ahorro debería ser empleado en equipos de

reducción de presión y puede llegar a no ser rentable, por lo cual esta variable no es idónea de

manipular.

3. Presión de la corriente Vapor Fondo.

El objetivo de esta corriente es el arrastre de los componentes ligeros a lo largo de la torre

y especialmente la eliminación de estos de la corriente Residuo, para ello necesitamos vapor a

alta presión. Observamos que la variación de esta variable no influye y tomaremos el valor de

150 psia porque es un valor que nos asegura el arrastre a lo largo de toda la columna y es el

normalmente utilizado en plantas de este tipo. Un valor mayor de esta variable me produciría

un mayor gasto en la generación de este vapor y valores inferiores puede causarme que al final

de la torre no realice las funciones para las que es introducido.

4. Temperatura de la corriente Vapor Fondo.

La temperatura de esta corriente debe ser tal que me garantice la entrada de la corriente, a

la presión definida, en fase gas. A la presión que tenemos, bajar la temperatura por debajo de

375ºF hace que la corriente entre en estado liquido con lo cual no realiza sus funciones de

arrastrar los componentes ligeros. Aumentar la temperatura me supone un gasto en calentar

más la corriente y no produce ningún beneficio notable en la columna. Por tanto la temperatura

de esta corriente no será manipulada para conseguir los objetivos.

5. Caudal de la corriente Vapor Fondo.

La variación de esta variable nos influye a lo largo de la torre, influyendo en mayor medida

a las corrientes más próximas a ella. Tenemos una temperatura de 653ºF en el 10% de la TBP

de la corriente Residuo, el cual es un valor aceptable, bajar este valor significaría aumentar la

composición de ligeros en la corriente, algo que no es deseable. Lo que se intenta conseguir es

la menor proporción de ligeros en la corriente Residuo y mayor valor de caudal de esta

corriente empleado menor porcentaje en ligeros. Por lo tanto la opción sería aumentar el caudal

de la corriente Vapor Fondo y esto también conlleva a disminuir la composición de pesados y

aumentar la composición de ligeros en las corrientes de extracción superiores al arrastrar más

ligeros del fondo de la columna. El primero de los efectos es deseable pero el segundo no.

Igual ocurre con las necesidades de calor, disminuye en la entrada del crudo y aumenta en el

condensador al llegar componentes más pesados al final de la torre. Visto todo esto cabe

concluir que esta variable solo debería ser manipulada si tuviéramos más ligeros de los

deseados en la corriente residuo.


103

6. Presión de la corriente Vapor Keroseno.

La función de esta corriente es la eliminación de los compuestos ligeros de la extracción de

Kerosenos y al igual que ocurre con la variable 3 (presión corriente Vapor Fondo) no produce

ningún efecto su manipulación. El valor de la variable será el actual (50 psia) que me asegura

el arrastre en fase vapor a lo largo del stripper.

7. Temperatura de la corriente Vapor Keroseno.

La temperatura de esta corriente es de 300ºF y bajar de esta a la presión definida hace que

aparezca fase liquida en la corriente. La manipulación de esta variable no produce ningún cabio

y por lo tanto su valor será el actual, ya que aumentarlo supondría un gasto energético.

Como ocurre con estas dos últimas variables pasara también con las variables presión y

temperatura de las corrientes Vapor Diesel Ligero y Vapor Diesel Pesado, por lo tanto no es

necesario analizar su evolución.

8. Caudal de la corriente Vapor Keroseno.

La función des esta corriente es la eliminación de los ligeros de la corriente Keroseno.

Aumentar el caudal de esta corriente supone una mayor eliminación de los compuestos ligeros,

que serán arrastrados y extraídos con la corriente Nafta. Observamos que la variable no influye

en la fracción pesada del keroseno, que es la que queremos reducir, ya que la fracción de

ligeros es aceptable y además me provoca un mayor consumo energético en el condensador,

por lo cual esta variable no será manipulada.

9. Caudal de la corriente Vapor Diesel Ligero.

La corriente Vapor Diesel Ligero es usada para arrastras los ligeros de la corriente Diesel

Ligero. La disminución de este caudal aunque provoca un beneficio en el ahorro energético del

condensador, perjudica aumentando la composición de pesados de la corriente Keroseno y la

composición de ligeros de la corriente Diesel Ligero, ambos contrarias al objetivo a conseguir.

Esta variable podrá ser manipulada, pero siempre aumentándose su valor, en el ajuste de la

torre para conseguir eliminar pesados del Keroseno y ligeros del Diesel Ligero.

10. Caudal de la corriente Vapor Diesel Pesado.

Esta corriente es usada para arrastrar los ligeros del Diesel Pesado y al igual que ocurre

con la variable anterior, la manipulación de esta provoca los mismos efectos, por lo tanto esta

variable también podrá ser manipulada (aumentándose) para conseguir el ajuste de la columna

que perseguimos, eliminar pesados del Diesel Ligero y pesados del Diesel Pesado.

11. Caudales de las corrientes Nafta, Keroseno, Diesel Ligero y Diesel Pesado.

La variación de los caudales de estas corrientes provoca evoluciones dispares de las

variables a lo largo de toda la columna y no se podría realizar un buen ajuste de la torre

variando uno de ellos ya que influye positiva y negativamente en todas las corrientes. El

objetivo a seguir es la obtención de los productos en su rango de ebullición deseado y no una


104

maximización de unos de los productos, por lo tanto decir que estas variables solo deberían

manipularse en caso de que queramos la obtención máxima de algunos de los productos,

como no es nuestro caso, los caudales serán los establecidos por Hysys al principio de la

simulación.

12. Número de platos de los strippers laterales.

Los strippers son equipos instalados para poner en contacto las corrientes vapor (Vapor

Keroseno, Vapor Diesel Ligero y Vapor Diesel Pesado), en contracorriente, con las

extracciones laterales para arrastrar los ligeros de las corrientes de producto (Keroseno, Diesel

Ligero y Diesel Pesado). Los strippers empleados en refinería suelen tener de 3 a 6 platos

como ya se ha dicho anteriormente. Manipulando estos valores observamos que cada stripper

produce dos efectos en el sistema: baja el nivel de ligeros de la corriente producto y disminuye

el porcentaje de pesados de la corriente producto superior a la de ese stripper, ambos efectos

deseables para el mejor ajuste de la columna. Hemos considerado que la composición de

ligeros de la corriente Keroseno es aceptable, pero no es el caso de las otras dos corrientes

producto (Diesel Ligero y Diesel Pesado) por lo tanto será cambiado su número de platos de

los dos strippers de 3 a 6 platos.

13. Caudales de los Pump Around.

Los pump arounds son sistemas que extraen una parte del caudal que tiene el plato y la

hace pasar por un intercambiador y lo devuelve a la torre un plato superior a la extracción y

sirve para asegurar el reflujo a lo largo de la columna. Observamos que la variación de estos

caudales no tiene ninguna variación significativa sobre el sistema, así pues no serán

manipulados para el ajuste de la columna y aunque un menor caudal provocaría un menor

coste de instalación podríamos no tener el reflujo suficiente en la columna, algo que es

totalmente indeseable.

14. Calor extraído de los Pump Arounds.

Del calor extraído en los pump arounds va a depender la fase liquida mandada de vuelta a

la torre. Al disminuir este valor (aumentamos el calor extraído) enviamos mayor parte liquida a

la torre con lo cual pondremos mas fase liquida en contacto con el gas de arrastre. El efecto

práctico de esta variable es que al disminuir el calor extraído el liquido mandado de vuelta es

menor, favoreciendo el paso del gas a través de él, lo cual favorece al arrastre de ligeros y

ayuda a que los pesados sigan su camino hacia el fondo de la columna. Concluyendo,

disminuir el calor extraído favorece la eliminación de compuestos ligeros y compuestos

pesados de las corrientes de los productos, pero debemos tener cuidada porque una excesiva

reducción de este calor podría provocar la falta de reflujo en algún punto de la torre.

15. Especificación Overflash.

Overflash es una especificación añadida a la columna para hacer que los grados de

libertad sean 0 y hacer converger la planta. La especificaron indica el reflujo del plato justo

superior a la alimentación de la torre, bibliográficamente este valor debe estar entre el 3 y el 5%


105

del caudal de alimentación de la columna. Manipulando la variable observamos que a mayor

reflujo menor cantidad de ligeros y pesados en las corrientes de los productos, con lo cual

trabajaremos al mayor reflujo posible según la bibliografía tratada, 5000 barril/día.

6.3.- SIMULACIÓN DINÁMICA.

Una vez que hemos dejado integrar el sistema durante unos minutos y hemos

alcanzado el régimen permanente, el siguiente paso es analizar los resultados.

Observamos que en la parte inferior derecha de la pantalla nos aparece un mensaje

que nos indica que puede haber un problema en el balance de materia y energía del pump

around 1. Si nos fijamos en el intercambiador de éste observamos que devuelve la corriente a

-200 ºC, que es una temperatura muy dispar en relación a la temperatura del plato al que

regresa. Para solucionar este problema lo que hacemos es disminuir el calor extraído en el

intercambiador hasta 6.5*107 kJ/h. Realizando el cambio y volviendo a integrar la planta

observamos un nuevo problema y es la falta de reflujo en la parte inferior de la columna. Para

solucionar este problema es necesario aumentar el calor extraído de los pump around 2 y 3.

Los nuevos valores de estos calores serán 3*107 y 3.5*10

7 kJ/h respectivamente.

Una vez realizado estos cambios y dejado alcanzar el régimen permanente a la planta

podemos observar la distribución de presión, temperatura y caudal a lo largo de la columna y

debemos observar que esta distribución sea coherente con los objetivos a cumplir.


106

Etapa Presión [kPa] Temperatura [C] Líquido [kgmole/h] Vapor [kgmole/h]

0 135,8 47,7 0,000 0,000

1 197,9 112,5 2724,613 2128,677

2 198,8 144,1 1603,267 3357,692

3 199,7 160,7 1628,113 3731,944

4 200,7 168,7 1602,853 3756,790

5 201,6 173,9 1561,594 3731,529

6 202,5 178,3 1505,430 3690,270

7 203,5 182,8 1430,259 3634,107

8 204,4 188,1 1335,656 3558,936

9 205,4 194,9 1014,820 3333,884

10 206,3 202,7 941,002 3237,475

11 207,2 209,3 891,057 3163,656

12 208,2 214,6 853,108 3113,711

13 209,1 218,7 817,427 3075,762

14 210,0 222,3 777,120 3040,082

15 211,0 225,8 725,953 2999,774

16 211,9 230,0 1582,802 2948,608

17 212,8 242,9 695,186 2657,735

18 213,8 254,3 627,383 2691,636

19 214,7 262,3 555,835 2623,832

20 215,6 269,1 480,100 2552,284

21 216,6 275,9 1166,468 2476,549

22 217,5 290,6 289,632 2103,235

23 218,4 306,5 229,238 2079,285

24 219,4 313,9 194,177 2018,892

25 220,3 317,6 168,904 1983,830

26 221,2 320,1 141,533 1958,557

27 222,2 322,5 73,552 1931,186

28 223,1 328,6 685,055 1863,205

29 224,0 322,1 589,249 473,486

Tabla 6.6.- Distribución presión, caudal y temperatura de la columna.

Lo siguiente a observar seria la distribución de los componentes en las corrientes

productos que se refleja en la siguiente tabla. Podemos observar que hay al menos una

pequeña parte (aunque sean trazas) de la mayoría de los compuestos en todas las corrientes,

pero es destacable que los componentes que tienen mayor composición son los compuestos

que tienen temperatura de ebullición en ese rango. En el caso del agua, en la simulación

estática no sacábamos nada de hidrocarburos por esta corriente, pero al pasar al modelo

dinámico sacamos trazas y esto es simplemente un causa de pasar al modelo dinámico y con

ello acercarnos a la realidad.


107

Nombre Off Gas Nafta Agua Residuo Diesel L. Diesel P. Keroseno

Comp Mole Frac (H2O) 9,12E-02 1,43E-03 1,00E+00 9,93E-03 1,21E-02 1,11E-02 9,56E-03

Comp Mole Frac (Propane) 2,47E-01 2,23E-02 3,61E-12 6,75E-06 6,26E-16 3,03E-16 2,58E-08

Comp Mole Frac (i-Butane) 6,81E-02 1,41E-02 4,97E-15 7,17E-06 6,92E-15 2,02E-15 9,42E-08

Comp Mole Frac (n-Butane) 2,74E-01 7,77E-02 3,19E-14 4,56E-05 9,46E-14 2,29E-14 9,16E-07

Comp Mole Frac (i-Pentane) 8,39E-02 5,47E-02 3,68E-17 5,62E-05 1,30E-12 1,91E-13 3,87E-06

Comp Mole Frac (n-Pentane) 8,30E-02 6,96E-02 4,12E-17 7,72E-05 2,94E-12 3,67E-13 7,12E-06

Comp Mole Frac (NBP[0]113*) 3,54E-02 3,97E-02 2,94E-18 5,76E-05 6,15E-12 6,56E-13 8,59E-06
























Comp Mole Frac (NBP[0]713*) 0,000 0,000 0,000 5,71E-02 3,38E-04 1,05E-01 4,21E-14






Comp Mole Frac (NBP[0]925*) 0,000 0,000 0,000 5,70E-02 2,84E-13 1,06E-04 0,000





Comp Mole Frac (NBP[0]1175*) 0,000 0,000 0,000 3,27E-02 0,000 0,000 0,000



Tabla 6.7.- Composición de las corrientes de los productos.


108

Observamos también las condiciones de las corrientes en la siguiente tabla.

Nombre Vapor Fondo

Alimentación Torre

Off Gas Nafta Agua Residuo

Fracción Vapor 1,000 0,698 1,000 0,000 0,000 0,002

Temperatura [C] 190,6 343,3 50,4 50,4 50,4 324,4

Presión [kPa] 252,1 250,4 135,8 135,8 135,8 224,0

Caudal Molar [kgmole/h] 377,68 2001,22 5,00 990,76 1197,40 555,78

Caudal Másico [kg/h] 6803,96 565585,32 304,39 120700,53 21571,19 307390,07

Caudal Volumétrico [m3/h] 6,82 662,45 0,50 168,52 21,61 331,33

Calor [kJ/h] -8,924E+07 -6,980E+08 -7,205E+05 -2,541E+08 -3,404E+08 -4,190E+08

Nombre Vapor

Diesel L. Vapor

Diesel P. Diesel Ligero

Diesel Pesado

Vapor Keroseno

Keroseno

Fracción Vapor 1,000 1,000 0,002 0,002 1,000 0,001

Temperatura [C] 148,9 148,9 199,1 255,0 148,9 189,2

Presión [kPa] 249,2 255,4 212,8 217,5 221,5 205,4

Caudal Molar [kgmole/h] 377,68 377,68 144,46 159,26 75,54 158,26

Caudal Másico [kg/h] 6803,96 6803,96 41722,13 58291,14 1360,79 37385,96

Caudal Volumétrico [m3/h] 6,82 6,82 49,69 66,23 1,36 46,38

Calor [kJ/h] -8,979E+07 -8,979E+07 -7,173E+07 -9,178E+07 -1,796E+07 -6,493E+07

Tabla 6.8.- Condiciones de las corrientes de la planta.

En este punto sería importante recordar los intervalos de temperaturas de los diferentes

cortes de nuestro crudo.

Producto TBI (ºC) TBF (ºC) % Vol

Fuel Gas 36,1 70,0 0,069

Nafta 70,0 180,0 0,161

Keroseno 180,0 240,0 0,069

Diesel Ligero 240,0 290,0 0,074

Diesel Pesado 290,0 340,0 0,097

AGO 340,0 370,0 0,070

Residuo 370,0 763,9 0,459

Tabla 6.9.- Rango de temperaturas de los diferentes cortes.

Como ya hemos dicho anteriormente lo más importante en la torre de destilación es el

rendimiento en las corrientes de productos y este rendimiento se refleja en la composición de

ligeros y pesados en dichas corrientes, a menor composición de ellos mejor rendimiento. Para

ver si el rendimiento de la planta es bueno deberemos ver las curvas TBP de las corrientes de

los productos (Nafta, Keroseno, Diesel Ligero, Diesel Pesado y Residuo) y analizarlas. Para

poder ver las curvas TBP deberemos crear la utilidad para ello como hicimos en el apartado

anterior.


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La curva TBP de la corriente Nafta debe estar entre la temperatura inicial de ebullición

y 180ºC. En esta corriente no me preocupan los ligeros, todo lo contrario, quiero que todos los

ligeros existentes salga por esta corriente. Nos tenemos que fijar en la composición de pesados

y si observamos la gráfica siguiente podemos ver que tenemos en torno a un 10 % de

componentes pesados, es un buen rendimiento pero es mejorable.

Figura 6.14.- Curva TBP de la corriente Nafta.

El Keroseno debe estar comprendido entre 180 y 240ºC si observamos su gráfica TBP

podemos observar que tenemos en torno al 5% de compuestos ligeros que deberían salir con

la corriente de Nafta y en torno al 20% de compuestos pesados que deberían salir por

corrientes más debajo de la del Keroseno.

Figura 6.15.- Curva TBP de la corriente Keroseno.


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La curva TBP de la corriente Diesel Ligero debe estar comprendida entre 240 y 310ºC y

si observamos la figura siguiente podemos ver que cumple en el rango inferior pero no el

superior y tenemos en torno al 30% de compuestos pesados que deberían salir por la corriente

de Diesel Pesado.

Figura 6.16.- Curva TBP de la corriente Diesel Ligero.

La corriente Diesel Pesado debe estar comprendida entre 310 y 370ºC. Si

observamos la curva TBP vemos que la corriente tiene en torno al 5% de compuestos ligeros y

en torno al 25% de compuestos pesados que deberían salir con la corriente Residuo.

Figura 6.17.- Curva TBP de la corriente Diesel Pesado.


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Por ultimo nos queda por visualizar la TBP de la corriente Residuo en la que no

tendremos problemas con los compuestos pesados y si deberemos procurar que por esta

corriente salgan todos los compuestos que tengan una temperatura de ebullición suprior a los

370ºC.Obsevamos que tenemos en torno al 15% de compuestos ligeros que deberían salir por

corrientes superiores.

Figura 6.8.- Curva TBP de la corriente Residuo.

Comparando estos resultados con los obtenidos en la simulación estacionario

deducimos que estos resultados son peores a los anteriores. Parte de este empeoramiento es

por la modificaciones en los calores de los pump around, pero lo que más influye es el paso a

modelo dinámico ya que este paso acerca el modelo a la realidad y no es tan perfecto como en

un modelo estacionario. Para mejorar el modelo dinámico debes eliminar los compuestos

ligeros y pesados que puedan contener las corrientes de los productos.

El mayor problema radica en la composición de ligeros de la corriente Nafta y la

composición de pesados y ligeros de la corriente Keroseno. El primero es debido a que la

corriente Nafta va dirigida a otro proceso en que no admite carga mucho más pesada de la

admisible y deberíamos eliminar estos compuestos. También es necesario eliminar los

compuestos pesados y ligeros de la corriente Keroseno porque este es un producto que se

vende tal y como sale de la columna o solamente realizándole algún hidrotratamiento.

En las demás corrientes no es necesario obtener un buen ajuste, aunque si es bueno,

en cuanto a pesados y ligeros se refiere. Las corrientes de Diesel, tanto la de Ligero como la de

Pesados, son corrientes que van a procesos posteriores para sus ajustes y pueden ser

eliminados allí sus excesos de ligeros y pesados. La corriente Diesel Pesado es muy habitual

que contenga bastante compuestos pesados, incluso hay refinerías que evitan sacar esta

corriente de la destilación atmosférica y lo envían directamente a Residuo para la destilación a


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vacío. En cuanto a los ligeros de la corriente Residuo es bueno eliminarlo para mejorar la

producción de los productos superiores, pero no es contraproducente si no se eliminan, ya que

estos serian separados en la destilación a vacío.

En la simulación dinámica debemos analizar los controladores instalados en el sistema.

Hemos instalados 4 controladores de caudal y un controlador de nivel, todos ellos ha

evolucionado correctamente hasta el set point marcado. El set point marcado ha sido el valor

de la corriente que obteníamos en el régimen estacionario. Debemos observar si estos

controladores evolucionan bien si cambiamos el set point o si se produce alguna perturbación

en el sistema.

En el controlador de nivel, Cond LC, damos dos saltos en el set point que se reflejan en

las graficas siguientes, el primero desde el 50% hasta 45% y el segundo desde 45% hasta 55%.

Figura 6.9 y 6.10.- Gráficas de evolución del set point del controlador Cond LC.


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La modificaciones de este controlador influye sobre el controlador Off Gas FC debido a

que están relacionados y si observamos la línea azul de la gráfica, valor de apertura de la

válvula de la variable manipulada, vemos que aun sigue evolucionando debido a que el

controlador de caudal no ha alcanzado el régimen permanente. El controlador de nivel hace un

buen seguimiento de la señal y si quisiéramos ajustarlo mejor variando los valores de su

característica estática (Kc y Ti) observaríamos que el sistema se vuelve inestable. Al aumentar

Kc aumenta la oscilación hasta alcanzar el régimen permanente y por lo tanto aumenta el

tiempo en alcanzarlo, y si bajamos Kc no oscilaría pero tarda más tiempo en alcanzar el

régimen permanente.

En la siguiente tabla se reflejan los cambios realizados en los demás controladores.

Controlador SP inicial SP 1 SP2

Off Gas FC 5 kgmol/h 3 kgmol/h 7 kgmol/h

Keroseno FC 46,31 m3/h 50 m

3/h 40 m

3/h

Diesel Ligero FC 49,57 m3/h 45 m

3/h 55 m

3/h

Diesel Pesado FC 66,07 m3/h 70 m

3/h 60 m

3/h

Tabla 6.10.- Tabla de cambios del set point en los controladores.

En las siguientes figuras se pueden ver la evolución de los controladores frente a estos

cambios realizados.


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Figura 6.11 y 6.12.- Gráficas de evolución del set point del controlador Off Gas FC.

Figura 6.13.- Gráfica de evolución del set point del controlador Keroseno FC.

Figura 6.14.- Gráfica de evolución del set point del controlador Diesel Ligero FC.


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Figura 6.15.- Gráfica de evolución del set point del controlador Diesel Pesado FC.

En las gráficas la línea roja representa el valor del set point marcado, la línea verde

representa la evolución de la variable a controlar hasta alcanzar el valor del set point marcado y

la línea azul representa la evolución de la apertura de la válvula de la variable manipulada para

controlar la primera.

Observamos que todos los controladores evolucionan bien antes los cambios y que

todos alcanzan el régimen permanente sin error exceptuando el controlador Off Gas que oscila

en torno al set point, esto es debido a que la corriente Off Gas es muy oscilante debido a que

esta corriente se obtiene del gas que está en equilibrio con el liquido en el condensador, y este

gas varia debido a la entrada y salida constante de caudal del equipo.

6.- anÁlisis de resultados.bibing.us.es/proyectos/abreproy/20285/fichero/archivo+capítulo+6... ·...

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