DESCRIPCIÓN DE LAS UNIDADES

Transcripción

1 DESCRIPCIÓN DE LAS UNIDADES

2 BLOQUE DE DESTILADOS MEDIOS A1.1. UNIDAD DE HIDROTRATAMIENTO DE DESTILADOS MEDIOS (Unidad 26) El bloque de Destilados Medios tiene por objeto la reducción de contaminantes, incluyendo azufre orgánico, nitrógeno y compuestos metálicos. La reducción de dichos contaminantes se realiza mediante un proceso catalítico en lecho fijo, en condiciones apropiadas de presión y temperatura. La alimentación a la nueva unidad U-26 provendrá de: Diesel de UDP I Diesel de UDP II LVGO-I LVGO-II LCO de FCC Nafta de Visbreaker Oil gas de visbreaker La nueva unidad contará con las siguientes secciones: Sección de alimentación Sección de reacción Sección de separación Sección de tratamiento con aminas La alimentación ingresa a un coalescedor y a un filtro para remover el agua suspendida y los sólidos que pueda contener, a continuación se mezcla con gas H 2, la mezcla intercambia calor con otras corrientes del proceso antes de entrar al horno, la corriente de salida del horno ingresa al reactor de hidrotratamiento el cual contiene tres capas de catalizador el cual está compuesto de cobalto y molibdeno los cuales presentan una alta actividad para la reducción de azufre, una corriente de hidrogeno es inyectada entre cada capa del catalizador. El efluente del reactor se dirige a un separador de una etapa donde se separan el H 2 de reciclo y productos. La fase gaseosa de dicho separador, denominada gas de reciclo, es posteriormente tratada en un absorbedor de aminas con objeto de reducir su contenido en H 2 S. Se añade hidrógeno de reposición a esta corriente previo paso al compresor de reciclo.

3 Dicho H 2 se recircula y emplea en la etapa de reacción como reactivo y como medio de enfriamiento entre los lechos de catalizador. Se reduce la temperatura y presión de la corriente liquida de dicho separador hasta las condiciones necesarias en la columna de stripping. El objeto de ésta es ajustar el punto inicial de ebullición del diesel a especificación, separándolo de los compuestos más ligeros con ayuda de vapor de alta presión. A continuación de disminuye el contenido de H 2 O del Diesel producto tras pasar por un coalescedor y se ajusta su temperatura para poder ponerlo a la venta. La corriente de cabeza de la columna de stripping se enfría en un condensador parcial y se dirige a un separador, donde se obtiene una corriente de reflujo, nafta no estabilizada, agua ácida y off-gas. La corriente de nafta no estabilizada se envía a la Unidad de Hidrotratamiento de Nafta (Unidad -20). Como destino alternativo se ha previsto una conexión a tanques de crudo. El agua separada se envía a la unidad de stripping de aguas ácidas. La corriente de Off-gas de esta unidad se envía a un absorbedor de aminas, donde se reduce el contenido de H 2 S, obteniéndose un gas dulce que se envía a la red general de fuel gas. El gas de reciclo también se trata para reducir su contenido de H 2 S, mediante el uso de un absorbedor de aminas y añadiendo H 2 de aporte aguas arriba del compresor de reciclo. Una vez tratado, se envía a la sección de reacción.

4 Diagrama de Bloques

5 A1.2. SECCIÓN DE REGENERACIÓN DE AMINAS: El objetivo principal de la nueva unidad de Regeneración de Aminas U-56 es tratar el fuel gas ácido proveniente de las unidades: Unidad U-23: FCC Unidad U-24: Visbreaker el cual será endulzado con MDEA en la nueva absorbedora. Posteriormente, la MDEA rica a tratar obtenida de estas corrientes, junto con las procedentes de: Unidad U-24 : Fondo de la nueva absorvedora Unidad U-26 : Nueva unidad de destilados medios Unidad U-23: FCC serán regeneradas en la nueva unidad de regeneración de aminas U-56. La nueva unidad de regeneración de aminas incluirá las siguientes secciones: Sección de alimentación de amina rica y separación de hidrocarburos Sección de regeneración de amina Sección de enfriamiento de amina pobre Sección de filtración de amina pobre Sección de almacenamiento de amina Sección de drenajes El gas acido producido principalmente H2S se enviará a la nueva unidad de recuperación de azufre U-53 donde el H2S se convertirá en azufre elemental, la amina pobre una vez extirpado el H2S retornará a las unidades respectivas para seguir siendo usada.

6 Diagrama de Bloques HIDROCARBURO LIVIANO A TK AGUA BFW MAKE UP GAS ACIDO A ANTORCHA REGENERADORA DE AMINAS AGUA BFW MAKE UP AMINA RICA (DE ABSORVEDORES) AMINA RECUPERADA (DE SUMIDERO) GAS ACIDO A CLAUS AMINA DE REPOSICIÓN AGUA ÁCIDA A SWS AMINA POBRE A ABSORVEDORES

7 A1.3. SECCIÓN DE RECUPERACIÓN DE AZUFRE: Los objetivos principales de la nueva unidad de recuperación de azufre U-53 son: Reducir la contaminación ambiental por los gases producidos en las unidades de regeneración de aminas y de aguas ácidas. Producir un azufre sólido de grado comercial. Las corrientes de gas acido para la recuperación de azufre en la U-53 provendrán de: U-48, unidad existente de regeneracion de aminas. Aguas acidas provenientes de la unidad U-51. U-56, nueva unidad de regeneración de aminas. La nueva unidad de Recuperación de Azufre U-53, incluirá las siguientes secciones: Dos trenes idénticos A/B para la sección Claus, Sección para el tratamiento del gas de cola unidad de tratamiento TGTU Sección de incineración Sección de solidificación y almacenamiento de azufre. La unidad producirá azufre sólido con 99.9 % de pureza, el porcentaje de recuperación de azufre de ambos trenes será del 96%, el azufre se producirá en forma de pastillas. Cada tren operará al 40% de su capacidad de diseño, es deseable la operación de un solo tren, la sección común (sección de incineración y solidificación) a los trenes operará al 20% de su capacidad de diseño. La máxima cantidad de SO 2 contenido en el gas efluente proveniente del incinerador será de 5 ppm vol, la máxima emisión a la atmósfera de SO 2 y NO x será de 150 y 450 mg/nm 3 (Base seca a 3% O2), otros efluentes gaseosos como CO, CO 2, SO 3 y otras partículas serán reportados. Las reacciones se producen en dos etapas, una etapa térmica y otra catalítica. Etapa térmica Se pretende oxidar el ácido sulfhídrico de los gases que entran convirtiéndolo en SO 2 y, posteriormente, en azufre. Se utilizan dos trenes tipo Claus. El amoniaco (NH 3 ) presente en el gas de aguas ácidas se convierte en nitrógeno y agua.

8 Etapa catalítica Una segunda etapa de recuperación se logra mediante la utilización de 2 reactores catalíticos en serie (para cada tren) que completan la reacción y permiten elevar la conversión a niveles superiores del 96% sobre la carga original. Tratamiento de gas de cola Con este tratamiento se permite lograr el objetivo final de recuperación total de azufre de un 99.95%. Etapa de incineración El gas de cola tratado se envía un incinerador donde el H 2 S y los otros compuestos de S residuales se oxidan a SO 2. Se utiliza gas natural como combustible y aire. Los gases calientes del incinerador pasan por una caldera para recuperar calor antes de emitirse a la atmósfera por la chimenea de venteo (fuera de límite de batería). Etapa de solidificación y almacenamiento de azufre El azufre líquido colectado en cada enfriador de la sección Claus se envía en una pileta enterrada, después de pasar por un sello de azufre líquido para prevenir que los gases de proceso escapen. El azufre líquido se bombea hacía la sección de solidificación donde se forman pastillas de azufre que se envían por cintas transportadoras hacía silos desde donde se puede hacer carga en camiones. Diagrama de Bloques

9 BLOQUE DE GASOLINAS Dentro de este bloque están las unidades de Hidrotratamiento de Naftas (Unidad-20), Isomerización (Unidad-25) y Reformado Catalítico (Unidad-27). A1.4. UNIDAD DE HIDROTRATAMIENTO DE NAFTAS (UNIDAD-20) La nueva descripción de la UNIDAD-20 incluye la descripción de lo que dejará de llamarse SHU (Unidad de Hidrogenación Selectiva UNIDAD-29) deja ser unidad U-29 y pasará a ser una sección integrada de U-20, debido al cambio de ubicación de la unidad SHU U-29 desde la parcela de FCC al bloque de unidades de gasolinas y en concreto dentro de la unidad HTN (Hidrotratamiento de Naftas U-20). Por lo tanto, las unidades U-20 y U-29 pasaran a integrarse en una única unidad U-20 pasando a diferenciarse por secciones: Sección de Hidrotratamiento de Nafta Sección de Hidrogenación Selectiva A Sección de Hidrotratamiento de Nafta El objetivo será de producir gasolina pesada desulfurizada capaz de ser procesada en la nueva Unidad de Reformado (UNIDAD-27) y gasolina ligera capaz de ser procesada en la nueva Unidad de Isomerizacion (UNIDAD-25), previa eliminación de todas las impurezas que son actualmente venenos para los catalizadores (azufre, nitrógeno, agua, halógenos, diolefinas, olefinas, arsénico, mercurio y otros metales. La alimentación es una mezcla de nafta de diferentes fuentes de gasolina: Gasolina de UDP II Nafta craqueada de la sección de Hidrogenación Selectiva Nafta pesada de UDP II Nafta pesada de UDP I La nueva sección de Hidrotratamiento de Naftas incluirá lo siguiente: Alimentación Sección de Reacción Sección de Stripper Sección de Splitter

10 La carga se mezcla con H 2 el cual es necesario para la hidrogenación de Olefinas, para el proceso de desulfurización y desnitrificacion y para satisfacer el requisito de presión parcial de hidrogeno para las reacciones de HDS. El hidrogeno proviene de: Nueva Unidad de Reformado U-27 Nueva Unidad de Hidrogeno a partir de reformado por vapor (U-58) El efluente del reactor se dirige a un separador.se obtienen tres corrientes de este separador: Gas de reciclo, caracterizado por su alto contenido en hidrógeno. Una fase acuosa que es enviada a la planta existente de aguas ácidas. Una fase de hidrocarburos líquidos que ingresa a la sección de stripping en donde se separan las siguientes corrientes: a) Gases no condensados separados (Off-gas), que se combinan con los gases provenientes del separador y se dirigen a la Sección de Aminas de la unidad (Unidad-26) o al flare b) Otra corriente por fondo, que se dirige a un Lecho Guarda para adsorber posibles compuestos de azufre. Una corriente de nafta hidrotratada que proviene de la unidad existente Unidad-22 se hace pasar por otro Lecho Guarda de azufre y se mezcla con la corriente líquida proveniente del Stripper. La combinación de estas dos corrientes se hace llegar a un Splitter conjunto de donde se separan dos corrientes: Nafta ligera, que se dirige a la Unidad de Isomerización (Unidad-25). Nafta pesada, que se dirige a la nueva Unidad de Reformado (Unidad-27) o a la unidad (Unidad-22) ya existente.

11 Diagrama de Bloques

12 A Sección de Hidrogenación Selectiva El objetivo será de llevar a cabo una hidrogenación selectiva de las diolefinas de la nafta de FCC y la conversión de los compuestos ligeros de azufre en compuestos pesados, de modo que se generen dos cortes: un corte de nafta ligera desulfurada para enviar al pool de gasolinas y un corte de nafta pesada, con azufre, pero libre de diolefinas, para enviar a la sección de Hidrotratamiento de Nafta. La nueva sección de Hidrogenación Selectiva de Naftas incluirá lo siguiente: Sección de Reacción Sección de Fraccionamiento La alimentación a esta sección será la corriente de nafta FCC, que se bombea y precalienta con cambiadores carga-fondo antes de introducir una corriente de hidrógeno de pureza del 99% en peso, proveniente de la nueva unidad de Hidrógeno. Previamente a la entrada al reactor se ajusta de nuevo la temperatura de la mezcla con un intercambio con vapor. La temperatura de entrada al reactor se incrementa a medida que avanza el ciclo del catalizador, de modo que se favorezca la cinética de la reacción. El efluente del reactor ingresa a la sección de fraccionamiento. Como producto del fraccionamiento se obtienen dos cortes de naftas con diferentes características: Una corriente de nafta ligera, con un contenido de azufre que permita cumplir las especificaciones del blending (50 ppm wt), que se envía, previo enfriamiento con un trim cooler, directamente hacia el pool de gasolinas. Un corte pesado obtenido en el fondo, libre de diolefinas, pero rico en compuestos de azufre (2.200 ppm wt), que se envía, previo enfriamiento con un cambiador carga-fondo, a la nueva seccion de Hidrotratamiento de Nafta. Diagrama de Bloques En la siguiente figura se muestra un diagrama de bloques del proceso.

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14 A1.5. UNIDAD DE ISOMERIZACIÓN (UNIDAD 25) El objetivo de la unidad de Isomerización (Unidad - 25) es incrementar el número de octano de la nafta ligera (C5/C6) hidrotratada en la unidad (Unidad -20). Es un proceso de reacción que requiere presiones moderadas, bajas temperaturas y un catalizador. La nueva unidad consta de las siguientes secciones: Sección de secado de alimentación y secado de hidrogeno. Sección de reacción Sección de estabilización Deisohexanizadora Sección de tratamiento caustico Sección de regeneración de secadores Inyección de cloruros El hidrógeno de aporte es comprimido y posteriormente enviado a un sistema de secadores en serie cuyo objetivo es eliminar el H 2 O y CO/CO 2. Se dispone de dos secadores para asegurar la operación continua de las instalaciones. La unidad de Isomerización se encuentra alimentada por la nafta ligera proveniente de la Splitter de la Unidad (Unidad-20). Se dispone de dos tamices moleculares, siendo su objetivo y operabilidad igual que en el caso anterior. Para garantizar que la alimentación al sistema de reacción ingrese a la temperatura óptima, la carga combinada de nafta e hidrógeno de Make Up incrementa su temperatura mediante intercambio de calor. Dicha alimentación ingresa en el sistema de reacción. Ambos reactores operan en serie y mediante un juego de válvulas se determina en cual se desarrollará la primera y la segunda fase de la reacción. Una pequeña cantidad de agente clorificante es continuamente inyectada a la sección de reacción, con el fin de mantener el equilibrio de cloruro en el catalizador. El efluente del reactor ingresa en la torre estabilizadora donde ocurre una separación de los gases formados de los hidrocarburos líquidos. Los vapores (Off- Gas) obtenidos por el tope de la columna, previo lavado cáustico, se dirigen a la red de fuel gas. El fondo de la columna estabilizadora se hace pasar por una Lecho Guarda para retener cloruros. Esta corriente se envía posteriormente a una Columna Deisohexanizadora.El tope de la columna Deisohexanizadora, produce un destilado que contiene fundamentalmente isopentanos y dimetilbutanos. Parte del producto de fondo de la Deisohexanizadora, que constituye el isomerato pesado, retorna a la misma previo calentamiento.

15 La corriente restante se envía a blending.para llevar a cabo la regeneración de los secadores se emplea una corriente de isomerato ligero, desadsorbiendo las moléculas de agua de la estructura del tamiz. La corriente de isomerato ligero que sale de los secadores después de realizar la regeneración se devuelve a la corriente de isomerato producto. El Off-gas obtenido del acumulador de cabeza de la estabilizadora contiene HCl, el cual se elimina mediante un lavado con solución cáustica al 10%w en contracorriente. De dicha neutralización, la totalidad del HCl se convierte en sal (NaCl) y agua. Diagrama de Bloques.

16 A1.6. UNIDAD DE REFORMADO (UNIDAD 27) El objetivo de la unidad de Reformado Catalítico (Unidad-27) es incrementar el número de octano de la nafta pesada hidrotratada de la unidad (Unidad-20). Se trata de un proceso de reacción que requiere presiones moderadas, altas temperaturas y un catalizador. La nueva unidad incluirá las siguientes secciones: Sección de reacción Sección de absorción Sección de estabilización La carga a la unidad proviene de la columna de Splitter de la Unidad (Unidad-20). Se añaden a esta corriente agua y cloruros con objeto de optimizar el funcionamiento del catalizador de reformado. Se hace pasar el alimento por filtros de carga con la finalidad de eliminar partículas que pudiesen depositarse en el intercambiador aguas abajo mezclándose esta corriente con hidrógeno de reciclo. Dicha mezcla del gas de reciclo y alimentación se hace pasar por un intercambiador (Packinox) en contracorriente con el efluente del tercer reactor de Reformado Catalítico. Se alcanza la temperatura deseada a la entrada del primer reactor mediante el uso de un horno de carga. La existencia de tres etapas de reacción implica que el efluente de cada reactor necesita ser precalentado antes de la entrada al reactor siguiente. De esta forma, se consigue mantener una adecuada temperatura de operación, mediante el ajuste de temperatura de entrada a cada uno de los reactores. Esta temperatura deberá ser incrementada a lo largo del ciclo de operación para compensar la pérdida de actividad del catalizador de Reformado Catalítico. El efluente del tercer reactor sufre un enfriamiento y se dirige a un separador donde se obtienen dos corrientes, por la cabeza una gaseosa rica en hidrógeno e hidrocarburos ligeros y por el fondo una líquida rica en hidrocarburos aromáticos. El gas rico en hidrógeno producido en las reacciones, separado en este recipiente se divide en dos corrientes: Hidrógeno de reciclo: el cual se dirige a un compresor y posteriormente se recicla al mezclarse con la nafta de alimentación. Gas Neto: Supone la producción de hidrógeno de la unidad y se envía a la sección de absorción.

17 La corriente de Gas Neto del separador se envía a un recipiente Knock-Out y posteriormente a un compresor de una etapa. Esta corriente de Gas Neto se mezcla con la corriente líquida proveniente del separador en la etapa de reacción en el recipiente de recontacto. La mezcla se enfría y se envía a un recipiente de contacto entre fases de donde se extraen dos corrientes: a) Hidrógeno, que se trata en un adsorbedor de cloruros antes de ser enviado a la red de H 2 Ola nueva Unidad de Hidrotratamiento (Unidad-20). b) Líquido hidrocarburo, que se envía al absorbedor de LPG donde se separa el Fuel Gas, mejorando la recuperación de LPG de la unidad. El líquido resultante se envía a una Columna Estabilizadora previo paso por un adsorbedor de cloruros. El principal objetivo de la columna Estabilizadora será separar los ligeros saturados (LPG) del producto reformado rico en aromáticos. La corriente líquida obtenida por el fondo de la columna estabilizadora denominada Reformado se dirige a almacenamiento previo ajuste final de su temperatura. La corriente líquida obtenida por cabeza de la columna supone la producción total de LPG siendo enviado a la Unidad de Concentración de Gases de FCC existente (Unidad- 23). Diagrama de Bloques

18 A1.7. BLOQUE PLANTA DE HIDROGENO: De forma general, podemos indicar los siguientes bloques que compondrán la unidad: Pre-tratamiento de la Carga (Hidrogenación, Desulfuración y Declorinación), cuyo objetivo es eliminar el azufre y el cloro que son venenos para el catalizador del reformador. Se instalará un reactor de hidrodesulfuración con tres lechos catalíticos para tal fin. Pre-reformado, cuyo objetivo es calentar la carga mediante inyección con vapor antes de ser enviada a la etapa de reformado. Reformado Con Vapor, consistente en el tratamiento de la carga en un horno y posterior reacción en reactor catalítico donde tiene lugar la reacción de reformado con vapor para dar gas de síntesis. Recuperación de Calor (Generación de Vapor). El gas de síntesis se utiliza para producir vapor en la caldera. Reactor Shift de Monóxido de Carbono, cuyo objetivo es obtener CO 2 e H 2 a partir del CO producido en el refomador mediante proceso catalítico. Recuperación del Calor Residual, donde el calor remanente del gas es recuperado. Remoción de Dióxido de Carbono presente en el gas de síntesis, mediante una columna absorbedora y lavado con solución de MDEA. La liberación y recuperación de CO 2 se produce mediante una etapa de stripping. Purificación de Hidrógeno Vía PSA (adsorción, despresurización y represurización), donde se obtiene el hidrógeno de alta pureza requerido para el proyecto. Sistema de Combustión, cuyo objeto es producir el calor requerido en la etapa de reformado.