estudio al proceso de tratamiento de glp

5/15/2018 Estudio Al Proceso de Tratamiento de GLP - slidepdf.com

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INFORME Nº 001-CEIQ(02)-11

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

E.A.P: INGENIERIA QUIMICA

ASUNTO: PROYECTO DE DISEÑO DE PROCESOS

PLANTA: MODERNIZACION DE LA REFINERIA TALARA

UNIDAD: TRATAMIENTO DE GLP

TEMA: ESTIMACION DE LA INVERSION

EQUIPO DE TRABAJO:

1.-Meza Apolinario Mihail Marino………………..08070149

2.-Tinco Sulca Mirian Janeth…………………………08070141

CURSO: Cálculos económicos

PROFESOR ASESOR: MA.Ing. José Porlles Loarte

FECHA:



1) DESARROLLO DEL DISEÑO DE PROCESOS:

1.1) Capacidad de la planta y condiciones de operación:

La unidad de tratamiento de Gas Licuado de Petroleo reduce el contenido de azufre en la

alimentación de Gas, convirtiendo los mercaptanos en disulfuros ya sea in situ o por

posterior extracción con una solución caustica. La alimentación de GLP a tratar es una

mezcla de propano (C 3H8 ), butano (C 4H10 ) principalmente además de mercaptanos (R-SH)

provenientes de la UDP, FCC, UFC, entre otras unidades. El proceso realizado es de tipo

continuo donde el obrero trabaja 8 horas por turno, es decir 224 horas a l mes o 2688 horas

anuales.

La tecnología usada en esta unidad es de la compañía francesa AXENS IFP.

1.2) Descripción del proceso:Objetivo:

Reducción del contenido de azufre del GLP proveniente de la Planta de la alimentación a menos

de 80 ppm en masa.

Fundamentos del Proceso:

• El tipo de proceso usado por la compañía Axens es el proceso SULFREX que

convierte a los mercaptanos presentes en el GLP en disulfuros, posteriormente

estos serán extraídos con unas solución caustica.

• La conversión de mercaptanos a disulfuros se alcanza catalíticamente por medio deun complejo quelato especifico en presencia de oxigeno y una solución caustica.

• El catalizador usado en el proceso es el LCPS 30 que es propiedad de dicha

compañía francesa por lo que no se pudo conseguir muchos datos sobre dicho

catalizador, este catalizador se encuentra en estado liquido y es usado para la

oxidación líquido-líquido mercaptano catalítico, ya sea por el proceso de extracción

o por el proceso de endulzamiento directa (LPG, NGL, gasolinas ligeras y pesadas,

ya sea directamente o ejecutar agrietado de la FCC, Coker y craqueo térmico,

querosenos, combustible para aviones).

• Los mercaptanos R-SH son compuestos sulfurosos indeseables porque son

perjudiciales a los catalizadores de uso posterior, pueden reaccionar con otrasimpurezas formando gomas, entre otras desventajas; que bajarían el rendimiento

del proceso. • El GLP de la alimentación del proceso proviene un 70% de la unidad de Craqueo

Catalitico Fluidizado (FCC), un 18% de la unidad de flexicoquer (UFC) y un 12% de la

unidad de destilación primaria (UDP) y otras; estos porcentajes están en volumen. • El proceso consta de dos secciones, llamadas: de Reacción y de regeneración

caustica.



• En la sección de reacción (Endulzamiento) ocurre un prelavado caustico y la

neutralización de los mercaptanos con soda de la presente sección sale GLP dulce y

soda azufrada. • En la sección de regeneración cautica (Extracción) es usado el catalizador LCPS 30

con oxigeno, para tratar la soda azufrada saliente de la sección de reacción, toda la

soda regenerada es recirculada nuevamente a la alimentación de GLP de la zona de

reacción.

• Las condiciones operativas son: temperatura ambiente (23oC) y una presión que

mantenga al GLP en estado líquido (5 atm aprox). • Este proceso tiene por condición reducir el nivel de azufre de 1400ppm a menos de

80 ppm para cumplir con la normativa del país. • La zona de importancia en el proceso es la sección de endulzamiento, debido a que

en esta zona se obtiene el GLP dulce (que es el producto que interesa).

Esquema general del tratamiento de GLP:

Capacidad: 8000BPD



1.3) Principales reacciones presentes en el tratamiento de GLP:

• Reacciones que ocurren en la zona de endulzamiento:

- Neutralización de COS Y H 2S

Prelavado Cáustico:

COS + H2O CO2 + H2S

H2S + 2 NaOH Na2S + 2 H2O

CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O

- Neutralización de los Mercaptanos

Extractor (con Soda):

2 RSH + 2 NaOH 2 RSNa + 2 H20

• Reacciones que ocurren en la zona de regeneración:

- Regeneración de la Soda

Oxidador (con Oxígeno y Catalizador LCP30):

2 RSH + ½ O2 RSSR + H2O

2 RSNa + ½ O2 + H20 RSSR + 2 NaOH



1.4) Diagrama de Proceso:

a) Diagrama de Bloques:

• Diagrama de bloques cualitativo:

Tratamiento de GLP

Soda caustica

GLP

Soda azufrada

Agua

GLP dulce



Diagrama de bloques cuantitativo (Flujo másico):

Tratamiento de GLP

Soda caustica

GLP

Soda azufrada

Agua

GLP dulce

2.33 TM

652 TM

37.86 TM

0.53 TM

687 TM



Diagrama de bloques cuantitativo (Flujo volumétrico):

Procedencia del GLP Barriles por dia

Unidad de craqueo catalítico Fluidizado (FCC) 5600

Unidad de flexicoker (UFC) 1450

Unidad de destilación primaria(UDP), y otras 950

Tratamiento de GLP

Soda caustica

GLP

Soda azufrada

Agua

GLP dulce

10 BPD

7600 BPD

4BPD

414 BPD

8000 BPD



Diagrama de bloques cuantitativo (Porcentaje en volumen):

Procedencia del GLP % volumen

Unidad de craqueo catalítico Fluidizado (FCC) 70

Unidad de flexicoker (UFC) 18

Unidad de destilación primaria(UDP), y otras 12

Tratamiento de GLP

Soda caustica

GLP

Soda azufrada

Agua

GLP dulce

0.12%

95%

0.08%

5%

99.8%



Compuesto Masa (TM) Volumen (Barriles) %volumen

Entrada GLP 687 8000 99.8

Soda Caustica 2.33 10 0.12

Agua 0.53 4 0.08

Salida GLP dulce 652 7600 95

Soda Azufrada 37.86 414 5

b) Diagrama de Flujo de procesos (PFD)



2) ESTIMACION DE

Técnica del costo mod

El cálculo del costo de lamodular expuesta en elProcesses” Turton. Pag

LA INVERSION FIJA:

lar:

unidad de tratamiento de GLP se basa en lcapítulo 7 de “Analysis, synthesis, and

CEPC

CEPC

la técnica del costoesign of Chemical

(2001) 394

(2011) 585



3) APENDICE:

Cálculos del balance de materiales:

Para el presente balance de materia se tomara en cuenta las siguientes suposiciones:

• Este balance es para un dia de producción.

• El balance se realiza en estado estacionario.

• La concentración inicial de azufre es de 1400ppm.

• La concentración final de azufre se asume 50ppm (un valor estándar debido a que

debe cumplir que dicha concentración debe ser menor a 80ppm).

• El balance de soda y de agua se realiza de acuerdo a la estequiometria del proceso.

• La densidad de la soda a la entrada no es la misma que la soda sulfurada de la

salida.

Variables a usar:

VeGLP: Volumen de entrada del GLP

VsGLP: Volumen de salida del GLP

meGLP: Masa de entrada del GLP

msGLP: Masa de salida del GLP

mazufre: Masa de azufre acumulada en el GLP

mH2S: Masa de sulfuro de hidrogeno acumulada en el GLP

mNaOH: Masa de entrada de Soda caustica.

mH2O: Masa de entrada de agua

msoda azufrada: masa de salida de soda azufrada

ρGLP: Densidad del GLP

ρNaOH: Densidad de la soda

ρH2O: Densidad del agua

ρsoda* : Densidad de la soda azufrada



o Corriente de entrada:

3

3

1272

1

158987.08000 m

barril

mbarrilesV GLP

e=×=

3540

m

kg GLP = ρ

TM kg m

kg mm e

GLP 68768688054012723

3==×=→

o Corriente de salida:

3

3

12081

158987.07600 m

barril

mbarrilesV GLP

s=×=

TM kg m

kg mm s

GLP 65265232054012083

3==×=→

Balance de azufre:

Concentración inicial de azufre: 1400ppm

Concentración final de azufre: 50ppm

TM TM TM m azufre 93.0105065210140068766=××−××=

−−

TM azufreTM

S H TM azufreTM m S H 99.0

32

3493.0

2

2

=

⋅

⋅×⋅=

Balance de soda caustica (NaOH):

TM S H TM

NaOH TM S H TM m NaOH 33.2

.34

.402.99.0

2

2=

××=

Balance de agua:

TM S H TM

O H TM

S H TM m O H 53.0.34

.18

.99.02

2

22 =×=

Del balance total:

azufrada soda

s

GLP O H NaOH

e

GLP mmmmm.2

+=++

azufrada sodamTM TM TM TM .

65253.033.2687 +=++

TM m azufrada soda 86.37.

=



o Determinación de los volúmenes:Volumen de NaOH:

31520mkg NaOH = ρ

barrilesm

barril m

m

kg kg V NaOH 10

158987.0

15329.115201033.2

3

3

3

3=×=÷×=

Volumen de H2O:

31000

2 m

kg O H = ρ

barriles

m

barril m

m

kg kg V O H 4

158987.0

153.010001053.0

3

3

3

3

2

=×=÷×=

El Volumen de soda azufrada es calculada por el balance de volumen debido a que su densidades diferente a la de soda pura:

azufrada soda

s

GLP O H NaOH

e

GLP V V V V V .2

+=++

azufrada sodaV barrilesbarrilesbarrilesbarriles.

76004108000 +=++

barrilesV azufrada soda 414.

=



4) CONCLUSIONES:



5) BIBLIOGRAFIA:

estudio al proceso de tratamiento de glp

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