Refinación OPT 7

Actividad 2.1.: Curva EFV

Nombre: Pablo Arduz MendietaMateria: Refinación OPT 7

1. Objetivo Analizar el equilibrio de las fases líquido-vapor de las fracciones de petróleo. Simular con HYSYS un equipo de destilación flash para un determinado petróleo a

través de una corriente de materia.2. Fundamento

En la industria del petróleo donde los diferentes cortes de hidrocarburo se obtienen por destilación, si bien como es sabido esto se hace por destilación fraccionada, como paso previo se somete la corriente de petróleo a destilar a una destilación flash (o de equilibrio) para separar los compuestos más livianos.Es así que conocer la composición la fase líquida y vapor a diferentes temperaturas encuentra gran importancia en la refinación del petróleo y en la industria petroquímica.La Curva EFV o Curva de Equilibrio Líquido-Vapor –Temperatura vs %Volumen– muestra la fracción separada correspondientes a cada valor de temperatura; generalmente se la estima a la presión de una atmósfera.La estimación de la Curva EFV experimentalmente es laboriosa y costosa, es por eso que se han desarrollado diferentes métodos que utilizan correlaciones empíricas para determinar la curva EFV a partir de curvas ASTM o TBP (True Boilling Point) que son más fáciles de obtener experimentalmente. Algunos de ellos son:- Método de Maxwell- Método de Edmister- Corrección por Presión- Por SimulaciónEste último es el que se desarrollará en la presente práctica; es un método más exacto, flexible y de menor costoso y tiempo en comparación a los anteriores métodos tradicionales. El simulador HYSYS tiene mayor facilidad en el manejo de modelos para estimar curvas EFV.La siguiente figura muestra el equipo de destilación flash simulado con HYSYS:

Lo que se hará es reemplazar todo el equipo de la figura con una sola corriente que llamaremos FT.

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Obtendremos los valores de la cantidad de condensado (en el gráfico la corriente FVL) a diferentes temperaturas.Luego con los valores de FVL se hallará la relación FVL/F0 que corresponde al porcentaje en volumen de líquido destilado.

3. ProcedimientoPara una nafta pesada con las siguientes características:

Nafta pesadaDensidad a 15 ºC

720,3 kg/m3

Curva de destilación ASTM86:% Volumen T

(ºC)% Volumen T (ºC) % Volumen T (ºC)

0 52 30 89,9 80 134,61 62,77 35 93,8 85 140,22 65,5 40 97,6 90 146,33 67,6 45 101,8 93 152,24 69,2 50 105,9 94 154,65 70,4 55 110,0 95 157,410 74,7 60 114,0 96 161,615 78,9 65 119,0 97 170,120 82,5 70 123,7 97,4 172,725 86,2 75 128,7

Con los siguientes componentes ligeros (light ends):Componente

% mol Componente

%mol

i-C4 0,05 i-C5 4,74n-C4 0,06 n-C5 7,03Ciclo-C5 0,8

1) Se crea un nuevo caso en HYSYS, donde posteriormente se creará una corriente de materia que represente el equipo de destilación flash.

2) Para ingresar la composición de la nafta primero seleccionamos el paquete fisicoquímico Peng Robinson y seleccionamos los componentes livianos de la tabla.

3) En Oil Manager seleccionamos Enter Oil Enviroment, luego en Assay se crea un nuevo Assay donde se elige la curva experimental que se va a usar ASTM 86.

4) Se introduce la densidad estándar de 720 kg/m3.5) Luego la composición de los componentes más livianos, el siguiente paso es introducir

los datos de la curva de destilación ASTM86.6) Luego seleccionamos el botón Calculate y automáticamente se obtienen las curvas de

trabajo Working Curves.7) En Cut Blend Se define un nuevo Blend.8) En Install Oil se crea una corriente de material llamada FT, seleccionamos el botón

Return Basic Enviroment y luego Return to Simulation Enviroment.9) En la corriente FT se introducen las siguientes condiciones de operación:

Nombre FTPresión 1 atm

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Temperatura 130 ºCFlujo volumétrico estándar de líquido ideal

100 m3/h

10) Los puntos de la curva se pueden generar automáticamente utilizando la herramienta Databook:Se seleccionan las variables Temperatura y Phase Liq Vol Flow STD (Vapour Phase).

11) En la opción Case Studies, se agrega un nuevo caso llamado Curva EFV, aquí seleccionamos Temperatura como variable independiente y Phase Liq Vol Flow STD (Vapour Phase) como variable dependiente.

12) Se selecciona el nuevo caso de estudio Curva EFV, luego el botón view y especificamos el rango de temperatura y los intervalos:

Variable TemperaturaLow Bound 100High Bound 130Step Size 5

13) Por último presionamos el botón Start, y HYSYS empieza a mostrarnos los puntos correspondientes a las especificaciones de la variable temperatura.Esta gráfica nos muestra la cantidad de condensado a partir de una alimentación de 100 m3/h a un equipo de destilación flash para diferentes temperaturas de operación.

4. ResultadosResultados obtenidos en la simulación con HYSYS:

State 1 State 2 State 3 State 4 State 5 State 6 State 7T (ºC) 100 105 110 115 120 125 130

FVL (m3/h) 55,3425

66,5020 76,8277 85,5056

91,8355 95,9009 98,4508

Ya que se tiene una alimentación de: F0=100m3/h, FVL corresponde al porcentaje en volumen:

%V=Cantidad devapor separadoAlimentación

×100=FVLF 0

×100

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5. ConclusionesSe simuló un equipo de destilación flash mediante una corriente de material FT.Se obtuvo una gráfica de FVL vs Temperatura, ésta corresponde a la Curva EFV.

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