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UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA
ESCUELA DE TECNOLOGA DEL PETRLEO
EVALUACIN DEL CONTENIDO DE AZUFRE EN LAS CARGAS
Y CORRIENTES DE PROCESOS EN LA REFINERA ESTATAL
ESMERALDAS
TESIS DE GRADO PREVIA a la Obtencin del Ttulo de
Tecnlogo de Petrleo
AUTORA
KAREN YOHANA CHILA ANGULO
DIRECTOR
ING. LUIS CALLE GUADALUPE
NOVIEMBRE - 2007
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El contenido del presente trabajo se responsabiliza la autora
_________________________________
Karen Yohana Chila Angulo
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CERTIFICACIN
Certifico que bajo mi direccin el presente trabajo fue realizado en su totalidad por laseorita Karen Yohana Chila Angulo
_______________________________
Ing. Lus Calle Guadalupe
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CARTA DE LA EMPRESA
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a nuestro Padre Celestial Dios por ser mi gua en cada paso que doy en mi
vida, a el por la vida, la salud y por haberme dado a unos padres maravillosos.
A todas las autoridades de esta prestigiosa Universidad, al Decano, Subdecano y a cada
unos de los profesores que implantaron sus ctedras en m.
Al director del Club Deportivo UTE Patricio Pozo por haberme permitido ser parte de
este prestigioso club, que gracias a mis condiciones deportivas obtuve mis
conocimientos acadmicos.
A La Refinera Estatal Esmeraldas, y a todo el personal de la misma, por haberme
permitido realizar la investigacin respectiva para el desarrollo de esta tesis.
A mis amigos y amigas que siempre estuvieron conmigo en especial a Katherine mi
hermana y Laura
A mi director de tesis Ing. Lus Calle que gracias a su ayuda estoy presentando esta
importante investigacin.
Gracias Ingeniero.
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DEDICATORIA
A mis grandiosos padres Ketty y Edison por haberme apoyado en mi formacin
acadmica, por demostrarme lo cuan importante soy para ustedes y ustedes para mi.
A ti madrecita por ser mi luz madre, mi ejemplo de lucha a seguir.
A ti padre por inculcarme y demostrarme que la vida es de estudio que solo as
conseguiremos ser mejores.
A ustedes mis preciosos hermanos: Fabian, Katherine, Varinea y Nicol por darme su
cario y su amor de hermanos.
Gracias mi querida familia.
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NDICE
Responsable de Tesis... III
Certificacin.................... IV
Carta de la Empresa. V
Agradecimiento VI
Dedicatoria... VII
ndice General.. VIII
ndice de Figuras.. XII
ndice de Tablas... XIII
ndice de Diagramas XV
ndice de Anexos. XVI
Resumen.. XVIII
Summary...... XX
NDICE GENERAL
CAPTULO I
1. Introduccin. 2
1.1 Objetivo General.......... 2
1.1.1 Objetivo Especifico....... 2
1.2 Justificacin......... 3
1.3 Idea a Defender................ 31.4 Variables.. 3
1.4.1. Variables dependientes..... 3
1.4.2 Variables Independientes... 3
1.5 Metodologa de la investigacin..... 4
1.5.1 Mtodo de Anlisis... 4
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1.5.1.1 Mtodo Inductivo...... 4
1.5.1.2 Mtodo Deductivo.... 4
1.5.1.3 Mtodo de Investigacin cientfica....... 4
1.6 Tcnicas de investigacin.......... 4
1.6.1 Revisin de Literatura.....5
1.6.2 Revisin de Internet.... 5
1.6.3 Anlisis de Datos.....5
1.6.4 Difusin de Datos... 5
1.6.5 Charlas Tcnicas Informales... 5
CAPTULO II
2. Composicin del Petrleo 7
2.1. Hidrocarburos. 8
2.1.1 Clasificacin de los Hidrocarburos.... 9
2.2 Clasificacin del Petrleo segn su Contenido de Azufre............... 12
2.3 Caractersticas Fsico Qumicas del Petrleo.......13
2.3.1 Color.. 13
2.3.2 Olor....... 13
2.3.3 Densidad... 14
2.3.4 Salinidad... 14
2.3.5 Contenido de azufre.. 14
2.3.6 Punto de fluidez.... 14
2.3.7 Contenido de metales.... 15
2.3.8 Punto de ebullicin....... 15
2.3.9 Punto de congelacin..... 15
2.3.10 Punto de inflamacin... 15
2.3.11 Poder calorfico 16
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2.3.12 Calor especfico.. 16
2.3.13 Calor latente de vaporizacin..... 17
2.3.14 Viscosidad....... 17
CAPTULO III
3. Unidades de Proceso.... 20
3.1 Desalado del Crudo...... 20
3.2 Unidad de Destilacin Atmosfrica I y II.... 23
3.3 Unidad de Destilacin al Vaco I y II...... 25
3.4 Unidad Viscorreductora I y II.. 28
3.5 Unidad de Craqueamiento Cataltico FCC...... 30
3.6 Unidad de Reformacin Cataltica con regeneracin Continua CCR. 32
3.6.1 Hidrodesulfuradora de Nafta Pesada. 33
3.6.2 Reformacin Cataltica.. 35
3.6.3 Regeneracin Continua...... 38
3.7 Hidrodesulfuradora de Diesel.. 39
3.8 Procesos Merox41
3.8.1 Generalidades 41
3.8.1 Merox 100 Jet Fuel. 42
3.8.2 Merox 200 Gasolina... 44
CAPTULO IV
4. Actividades de Campo. 47
4.1 Anlisis de laboratorio... 47
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4.1.1 Mtodo ASTM D -287 para determinar la densidad API. 47
4.1.2 Mtodo ASTM D -4294 para determinar el contenido de Azufre... 49
4.2 Corrientes de Entrada y Salida de cada Unidad de proceso.. 51
4.3 Esquema de Refinacin. 57
4.4 Determinacin del Contenido de Azufre y Densidad Relativa de cada
una de las Entradas y Salidas de las diferentes unidades de Procesos......58
4.4.1 Reporte del primer anlisis de Determinacin del Contenido
de azufre y densidad relativa ... 58
4.4.2 Reporte del segundo anlisis de Determinacin del contenido
de azufre y densidad relativa...... 62
4.4.3 Reporte del tercer anlisis de determinacin del contenido
de azufre y densidad relativa.. 66
4.4.4. Reporte del cuarto anlisis de determinacin del contenido
de azufre y densidad relativa.. 70
4.4.5 Reporte del quinto anlisis de determinacin del contenido
de azufre y densidad relativa... 74
4.5. Determinacin de los flujos de entrada y salida ..78
CAPTULO V
5. Resultados 84
5.1 Requisitos NTE INEN de % de azufre de combustibles terminados y no
terminados..84
5.2 Resultados obtenidos en base a los anlisis realizados durante nuestro
estudio 85
5.3 Representaciones graficas de corrientes de entrada y salidas
de los procesos 89
5.3.1 Desaladoras C-V10 y C-V11.. 90
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5.3.2 Desaladoras C-V24 y C-V25. 91
5.3.3 Unidad de destilacin atmosfrica I... 92
5.3.4 Unidad de destilacin atmosfrica II.. 93
5.3.5 Unidad de destilacin al vaco I..94
5.3.6 Unidad de destilacin al vaco II.... 95
5.3.7 Unidad reductora de viscosidad I96
5.3.8 Unidad reductora de viscosidad II.. 97
5.3.9 Unidad de craqueamiento cataltico fluido FCC 98
5.3.10 Unidad hidrodesulfuradora de nafta pesada HDT 99
5.3.11 Unidad de reformacin cataltica CCR. 100
5.3.12 Unidad hidrodesulfuradora de diesel HDS... 101
5.3.13 Unidad merox 100 jet fuel 102
5.3.14 Unidad merox 200 gasolina.. 103
5.4 Esquema de refinacin con resultados de contenido de azufre 104
CAPTULO VI
7. Conclusiones 106
7.1 Recomendaciones... 107
Anexos.. 109
Glosario.115
Citas bibliogrficas... 120
Bibliografa... 122
NDICE DE FIGURAS
Fig.1 Hidrocarburos parafnicos.. 10
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Fig.2 Hidrocarburos isoparafnicos. 10
Fig.3 Hidrocarburos olefnicos 11
Fig.4 Hidrocarburos Naftnicos...11
Fig.5 Hidrocarburos Aromticos. 11
Fig.6 Desaladoras 22
Fig.7 Torre de destilacin atmosfrica.23
Fig.8 Reactor y generador FCC... 31
Fig. 9 Unidad hidrodesulfuradora de nafta pesada HDT. 33
Fig.10 Planta generadora de hidrgeno... 36
Fig.11 Reactores unidad CCR. 37
Fig. 12 Hidrodesulfuradora de diese HDS... 40
Fig.13 Unidad de merox 100 jet fuel... 44
Fig.14 Unidad de merox 200 gasolina. 45
Fig.15 Determinacin de la densidad relativa. 49
Fig.16 Muestras para anlisis de azufre... 50
NDICE DE TABLAS
Tabla. 1 Composicin elemental del petrleo. 7
Tabla. 2 Serie de hidrocarburos... 9
Tabla. 3 Niveles mximos de contaminantes en naftas hidrotratadas. 35
Tabla. 4 Primer anlisis unidad no catalticas I... 58
Tabla. 5 Primer anlisis unidad no catalticas II.. 59Tabla. 6 Primer anlisis unidad de FCC.. 59
Tabla. 7 Primer anlisis unidad de HDT. 60
Tabla. 8 Primer anlisis unidad de CCR.. 60
Tabla. 9 Primer anlisis unidad de HDS..60
Tabla. 10 Primer anlisis unidad de merox 100.. 61
Tabla. 11 Primer anlisis unidad de merox 200.. 61
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Tabla. 12 Segundo anlisis unidad no catalticas I.. 62
Tabla. 13 Segundo anlisis unidad no catalticas II..... 63
Tabla. 14 Segundo anlisis unidad de FCC..... 63
Tabla. 15 Segundo anlisis unidad de HDT.... 64
Tabla. 16 Segundo anlisis unidad de CCR. 64
Tabla. 17 Segundo anlisis unidad de HDS. 64
Tabla. 18 Segundo anlisis unidad de merox 100... 65
Tabla. 19 Segundo anlisis unidad de merox 200... 65
Tabla. 20 Tercer anlisis unidad no catalticas I..66
Tabla. 21 Tercer anlisis unidad no catalticas II.... 67
Tabla. 22 Tercer anlisis unidad de FCC..... 67
Tabla. 23 Tercer anlisis unidad de HDT.... 68
Tabla. 24 Tercer anlisis unidad de CCR.... 68
Tabla. 25 Tercer anlisis unidad de HDS 68
Tabla. 26 Tercer anlisis unidad de merox 100... 69
Tabla. 27 Tercer anlisis unidad de merox 200... 69
Tabla. 28 Cuarto anlisis unidades no catalticas I.. 70
Tabla. 29 Cuarto anlisis unidades no catalticas II.... 71
Tabla. 30 Cuarto anlisis unidad de FCC 71
Tabla. 31 Cuarto anlisis unidad de HDT... 72
Tabla. 32 Cuarto anlisis unidad de CCR.... 72
Tabla. 33 Cuarto anlisis unidad de HDS 72
Tabla. 34 Cuarto anlisis unidad de merox 100.. 73
Tabla. 35 Cuarto anlisis unidad de merox 200.. 73
Tabla. 36 Quinto anlisis unidades no catalticas I.. 74
Tabla. 37 Quinto anlisis unidad no catalticas II.... 75
Tabla. 38 Quinto anlisis unidad de FCC.... 75
Tabla. 39 Quinto anlisis unidad de HDT... 76
Tabla. 40 Quinto anlisis unidad de CCR... 76
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Tabla. 41 Quinto anlisis unidad de HDS... 76
Tabla. 42 Quinto anlisis unidad de merox 100.. 77
Tabla. 43 Quinto anlisis unidad de merox 200.. 77
Tabla.44 Flujos unidades no catalticas I. 78
Tabla. 45 Flujos unidades no catalticas II.. 79
Tabla. 46 Flujos unidad de FCC.. 79
Tabla. 47 Flujos unidad de HDT..80
Tabla. 48 Flujos unidad de CCR..80
Tabla. 49 Flujos unidad de HDS..80
Tabla. 50 Flujos de unidad de merox 100 80
Tabla. 51 Flujos de unidad de merox 200 81
Tabla. 52 Normas NTE INEN. 83
Tabla. 53 Resultados unidades no catalticas I 85
Tabla. 54 Resultados unidad no catalticas II.. 86
Tabla. 55 Resultados unidad de FCC.. 87
Tabla. 56 Resultados unidad de HDT.. 87
Tabla. 57 Resultados unidad de CCR.. 87
Tabla. 58 Resultados unidad de HDS...88
Tabla. 59 Resultados unidad de merox 100. 88
Tabla. 60 Resultados unidad de merox 200. 88
NDICE DE DIAGRAMAS
Diagr. 1 Unidad de destilacin atmosfrica I y II 25
Diagr. 2 Unidad de destilacin al vaco I ... 27
Diagr. 3 Unidad de destilacin al vaco II... 28
Diagr. 4 Unidad reductora de viscosidad I y II 29
Diagr.5 Unidad de craqueamiento cataltico fluido FCC 32
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Diagr. 6 Unidad de reformacin cataltica CCR.. 39
Diagr. 7 Unidad hidrodeulfuradora de diesel HDT. 44
Diagr. 8 Desaladora C-V10. 51
Diagr. 9 Desaladora C-V11..51
Diagr.10 Unidad de destilacin atmosfrica I. 52
Diagr.11 Unidad de Unidad de destilacin al vaco I.. 52
Diagr.12 Unidad reductora de viscosidad I. 52
Diagr.13 Desaladora C-V24 53
Diagr.14 Desaladora C-V25 53
Diagr.15 Unidad de destilacin atmosfrica II 53
Diagr.16 Unidad de destilacin al vaco II...... 54
Diagr.17 Unidad reductora de viscosidad II.... 54
Diagr.18 Unidad craqueamiento cataltico fluido FCC... 54
Diagr.19 Unidad hidrodesulfuradora de nafta pesada HDT 55
Diagr.20 Unidad reformacin cataltica CCR. 55
Diagr.21 Unidad hidrodeulfuradora de diesel HDS.55
Diagr. 22 Unidad merox jet fuel.. 56
Diagr.23 Unidad merox gasolina. 56
NDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Enfriadores... 110
Anexo 2. Intercambiadores de calor 110
Anexo 3. Separador, estabilizador, despojador... 110
Anexo 4. Horno... 111
Anexo5. Planta generadora de hidrgeno.... 111
Anexo 6. Recipiente para muestra de productos ligeros..111
Anexo 7. Recipiente para muestra de productos pesados112
Anexo 8. Plancha de calentamiento de productos pesados.. 112
XVI
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Anexo 9. Equipo para bao de mara.. 112
Anexo 10. Termohidrmetros.. 113
Anexo 11. Probetas.. 113
Anexo 12. Equipo de fluorescencia de rayos x 113
Anexo 13. Sellador de capsula para anlisis de azufre.... 114
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RESUMEN
El mtodo de evaluacin del contenido de azufre en las cargas y corrientes de procesos
de La Refinera Estatal Esmeraldas es uno de los principales anlisis que se debe
realizar para saber si el combustible que se esta consumiendo en el pas cumple con las
debidas especificaciones.
Este anlisis los realizamos en las siguientes unidades:
Unidad de destilacin atmosfrica I y II Unidad de destilacin al vaco I y II Unidad reductora de viscosidad I y II Unidad de craqueo cataltico fluido FCC Unidad hidrodesulfuradora de nafta pesada Unidad de reformacin cataltica CCR Unidad hidrodesulfuradora de diesel HDS
Unidad de merox 100 jet fuel Unidad de merox 200 gasolina
En estas unidades tomamos muestras tanto en las entradas como en las salidas de cada
una. Las muestras tomadas las llevamos al laboratorio y procedemos a realizar los
anlisis tanto de densidad relativa como de azufre.
Los mtodos utilizados para nuestros anlisis fueron: mtodo ASTM D-287 para
determinar la densidad API del petrleo y sus derivados, y mtodo ASTM D-4294
utilizado para determinar el contenido de azufre por fluorescencia de rayos x.
Una vez analizados obtuvimos los respectivos resultados concluyendo que los productos
terminados tanto como la gasolina, el jet fuel, nafta pesada, liviana y el, fuel ol se
encuentran dentro de especificaciones, pero en el caso del diesel este se encuentra fuera
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de las especificaciones ya que segn la norma INEN este debe tener 0.7% de azufre y el
que analizamos en la refinera tiene 0.8% de azufre y eso se debe a que el petrleo que
llega a la refinera es de bajo grado API 23.8 y contiene 1.93% de azufre.
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SUMMARY
The evaluation of the sulfur contents methods in the load and flowing of the process of
the Esmeraldas Statal Refinery is one of the principal analysis which can to realize for
know if the combustible which be consuming in the country it fulfill with the
specification .
This analysis realized in the next units.
Atmospheric distillation units I y II Vacuum distillation units I y II Viscosity reducer units I y II Heavy naphtha hidrodesulfurization units Catalytic reformation units Diesel hidrodesulfurization units Jet fuel merox 100 units Gasoline merox 200 units
In these units we take sample both in the entrance as in the exits of units with one. The
sample took the carry to the laboratory and we proceed to realize the analysis both of
the specific gravity as of the sulfur.
The methods utilized was: ASTM D - 287 for determine the API density of oil an
byproducts, and the ASTM D - 4294 utilized for determine the contents by rayos x
fluorescence.
After of realize the analysis get the result and conclude that finished byproducts as
gasoline, jet fuel heavy naphtha, naphtha light and fuel oil it are inside of specification
but in the case of diesel it not fulfill with the specification.
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The INEN standard the diesel have to have until 0.7% sulfur and the analysis in the
refinery have 0.8% sulfur by this byproducts do not fulfill with the specification, and
this is by the oil that arrive to the refinery have to low API degree of 23.8 and sulfur
content of 1.39%
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CAPTULO I
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1. INTRODUCCIN
El petrleo tiene como impurezas insolubles compuestos de azufre, extrapesados como
azufre total en porcentaje de masa, que constituyen sustancias indeseables porque
causan serios problemas de corrosin y abrasin de los equipos y unidades de procesos
producto de alto porcentaje de azufre con que el petrleo esta siendo explotado.
El petrleo crudo tiene un contenido promedio de azufre que va desde 100 a 33000
ppm, y los niveles de azufre dentro de una fuente de abastecimiento de petrleo crudo
pueden variar mucho en funcin de la densidad.
Por ende esta gran cantidad de azufre no solamente afecta a las unidades de procesos o a
los equipos sino tambin a la calidad de los productos que se producen en cada una de
las unidades de la refinera, etc.
Tambin es importante destacar que el contenido de azufre los combustibles, estos al ser
quemados emiten oxido de azufre que son considerados como contaminantes del
ambiente y en partes responsables de la lluvia cida.
1.1OBJETIVO GENERAL
Evaluar el rendimiento de las operaciones de las unidades de procesos de desulfuracin,
y para conocer en base a las caractersticas del proceso el grado de dificultad para el
cumplimiento de los requisitos bsicos del petrleo en lo referente al contenido de
azufre.
1.1.1 OBJETIVOS ESPECFICOS
- Realizar el respectivo estudio de cada una de las unidades de proceso dedesulfuracin.
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- Conocer el porcentaje de azufre de entradas y salidas de las unidades deprocesos existentes en La Refinera Estatal Esmeraldas.
- Determinar la eficiencia de los procesos de hidrotratamiento ehidrodesulfuracin.
- Conocer la muestra del crudo de las entradas del desalador primera etapa ysegunda etapa.
- Determinar el azufre de cada corte o fraccin.- Realizar un esquema de refinacin con contenido de azufre.
1.2 JUSTIFICACIN
El petrleo que llega a La Refinera Estatal Esmeraldas es cada vez ms pesado con un
alto contenido de azufre por lo que es conveniente conocer la distribucin de esta
impureza en las diferentes corrientes de procesos.
1.3 IDEA A DEFENDER.
Conocer el contenido de azufre que tienen las corrientes de procesos para determinar el
grado de dificultad de preparacin de combustible.
1.4 VARIABLES
1.4.1 Variables Dependientes
- Porcentaje de azufre en el Petrleo
1.4.2 Variables Independientes
- Unidades de Procesos de La Refinera Estatal Esmeraldas
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1.5 METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN
Tipo y diseo de la investigacin
El desarrollo de este estudio posee un diseo Investigativo-Practico
1.5.1 Mtodo de Anlisis
Se utilizarn los siguientes mtodos de investigacin para la realizacin de esta
investigacin.
1.5.1.1. Mtodo Inductivo
Se tomarn muestras de las cargas y corrientes de las salidas de cada una las unidades
de los procesos para la determinacin en el laboratorio del contenidote azufre en cada
una de ellas, utilizando normas ASTM reconocidas internacionalmente.
1.5.1.2. Mtodo Deductivo
Se partirn de los conocimientos generales globales actualizados para buscar respuestas
a los problemas que procede el contenido de azufre en cada unidad.
1.5.1.3. Mtodo de Investigacin Cientfica
Este mtodo se utilizar durante toda la investigacin especialmente durante trabajos de
investigacin de campo y de laboratorio.
1.6 TCNICAS DE INVESTIGACIN
Las tcnicas a emplearse en este trabajo son las siguientes.
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1.6.1 Revisin de Literatura
Para buscar la informacin acerca de cmo esta estructurada cada una de las unidades
de La Refinera Estatal Esmeraldas, conocer los esquemas de refinado y conocer como
cambia el porcentaje de azufre que tiene el petrleo en las diferentes corrientes de
procesos.
1.6.2 Revisin de Internet
Para buscar informacin acerca de la literatura que implementaremos en nuestro trabajo
de investigacin.
1.6.3 Anlisis de Datos
A los datos obtenidos se les analizar con un balance de materia y representaciones
grficas con el propsito de facilitar su interpretacin.
1.6.4 Difusin de Resultados
Este estudio ser difundido a travs de mi tesis y dejando constancia de m trabajo en La
Refinera Estatal Esmeraldas.
1.6.5. Charlas Tcnicas Informales
Con los diferentes jefes de cada rea de la refinera para que nos ayuden despejando
dudas del funcionamiento de cada unidad
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CAPTULO II
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2. COMPOSICIN DEL PETRLEO
El petrleo es un lquido aceitoso, inflamable, con amplia variacin en su viscosidad y
olor fuerte caracterstico, cuyo color vara de amarillo a castao rojizo oscuro o negro,
pero que normalmente exhibe una fluorescencia verdosa distintiva.
El petrleo es una mezcla de hidrocarburos e impurezas como, compuestos orgnicos de
azufre, nitrgeno, oxgeno y otros metales, en la siguiente proporcin (ver tabla 1).
TABLA 1 COMPOSICIN ELEMENTAL DEL PETRLEO
Elemento (%) en Peso
Carbono 84 87
Hidrgeno 11 14
Azufre 0,04 5
Nitrgeno 0,1-1,5
Oxgeno 0,1 -1,5
Mtales ( V, Ni, Cu ) 0,005 0,0015 (50 a 150 ppm)
Fuente. Manual del Curso Tyron UOP Petroecuador
Elaborado por Karen Chila Angulo
Dependiendo del nmero de tomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos
que integran el petrleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan y
determinan su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.
Adems hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrgeno y oxgeno formando
familias bien caracterizadas, y presencia en menor proporcin de otros elementos. Al
aumentar el peso molecular de los hidrocarburos las estructuras se hacenverdaderamente complejas y difciles de identificar qumicamente con precisin.
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Un ejemplo son los asfaltenos que forman parte del residuo de destilacin; estos
compuestos adems estn presentes como coloides en una suspensin estable que se
genera por el agrupamiento envolvente de las molculas grandes por otra cada ves
menores para constituir un todo semicontinuo.
En el petrleo tambin se encuentran impurezas provenientes de los yacimientos o del
transporte. Se trata de sedimento, arena, restos de herrumbre, agua y sales minerales.
Normalmente cada crudo es una mezcla de la produccin que se obtiene de varios pozos
petroleros que constituyen lo que se denomina un campo, la composicin varia de
campo a campo y adems, cada pozo vara su composicin con el tiempo. Debido a los
cambios de composicin con respecto al tiempo los ensayos de ms de dos aos de
antigedad pueden no representar en forma adecuada a un crudo.
2.1 HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos son compuestos formados por diferentes combinaciones de tomos
de hidrgeno y carbono. Hay miles de posibles combinaciones de hidrgeno y carbono;
por lo tanto, hay miles de hidrocarburos diferentes. Cada hidrocarburo es una sustancia
definida que posee los hidrocarburos, es fundamental recordar los siguientes puntos:
1. Estn formados de tomos de hidrgeno y carbono combinado qumicamente( o estrechamente unidos)
2. Hay miles de ellos y son diferentes.3. Cada hidrocarburo tiene propiedades y caractersticas diferentes a las dems.4. El petrleo es una mezcla compleja de centenares de hidrocarburos diferentes.5. Prcticamente cada proceso de refinacin de petrleo supone:
a) La separacin de hidrocarburos
b) La trasformacin de hidrocarburo o de un grupo de hidrocarburos en otros de
mayor valor o grado de utilizacin.
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2.1.1 CLASIFICACIN DE LOS HIDROCARBUROS
Los tomos de carbono forman el esqueleto de los hidrocarburos, su nmero y
disposicin o arreglo determinan la clase de hidrocarburos que se tiene.
Los tomos de carbono pueden combinarse en forma de una cadena larga; en forma de
una cadena larga con ramificaciones laterales; en forma de un anillo, de dos o ms
anillos, y combinaciones de cualquier de estos tipos.
Para una mejor compresin, los hidrocarburos se clasifican en series o familias, de
acuerdo con el arreglo o disposicin que tiene los tomos de carbono dentro de la
molcula del hidrocarburo. Las principales series de hidrocarburos son las siguientes
(Ver tabla 2).
TABLA 2 SERIE DE HIDROCARBUROS
NombreGeneral
NombresEquivalentes
Caracterstica Distintivas
Parafnas Alcanos Cadenas no ramificadas de tomos de
carbono
Isoparafnas Isoalcanos Cadenas ramificadas de tomos de carbono
Olefnas Alquenos Uno o ms pares de tomo de carbono
unidos por doble unin.
Cicloparafnas Cicloalquenos o
Naftnos
Tres o ms tomos de carbono en forma de
anillo.
Aromticos renos Seis tomos de carbono en forma de anillo
con tres ligaduras dobles.
Fuente. Manual del Curso Tyron UOP Petroecuador
Elaborado Por Karen Chila Angulo
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Los hidrocarburos de cualquier serie poseen propiedades similares y se comportan en
forma parecida, pero cada uno de los miembros de la serie sigue siendo diferente a los
dems.
Para mejor conocimiento de la familia de los hidrocarburos de determina que las
cadenas lineales de carbono asociadas a hidrgeno constituyen las parafinas (Ver fig.1);
cuando las cadenas son ramificadas se tienen lasisoparafnas (Ver fig.2); al presentarse
dobles uniones entre los tomos de carbono se forman las olefinas (Ver fig.3); las
molculas en las que se forman ciclos de carbono son los naftenos (Ver fig.4); y cuando
estos ciclos presentan dobles uniones alternas (anillo bencnico) se tiene la familia de
los aromticos (Ver fig.5).
FIGURA 1 HIDROCARBUROS PARAFNICOS
Fuente: Manual del Curso Tyron UOP Petroecuador
Elaborado por Karen Chila Angulo
FIGURA 2 HIDROCARBUROS ISOPARAFNICOS
Fuente: Manual del Curso Tyron PetroecuadorElaborado por Karen Chila Angulo
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FIGURA 3 HIDROCARBUROS OLEFNICOS
Fuente: Manual del Curso Tyron Petroecuador
Elaborado por: Karen Chila Angulo
FIGURA 4 HIDROCARBUROS NAFTNICOS
Fuente: Manual del Curso Tyron Petroecuador
Elaborado por Karen Chila Angulo
FIGURA 5 HIDROCARBUROS AROMTICOS
Fuente: Manual del Curso Tyron Petroecuador
Elaborado por Karen Chila Angulo
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2.2 CLASIFICACIN DEL PETRLEO SEGN SU CONTENIDO DE AZUFRE
Los componentes de azufre ms significativos son los sulfuros y disulfuros que son
corrosivos y le dan un olor desagradable e indeseable.
El azufre es un producto que se encuentra en abundancia en el petrleo crudo y en el gas
natural, bajo la forma de sus principales derivados como son el cido sulfhdrico y los
mercaptanos (hidrocarburos que contienen azufre en su estructura molecular), los cuales
se distinguen fcilmente por su fuerte olor a huevo podrido.
Estos derivados del azufre se encuentran presentes en todas las fracciones de la
destilacin del crudo. Por lo tanto es necesario someter todas las fracciones, sobre todo
las de la destilacin primaria, a los procesos llamados de desulfurizacin.
Algunas tecnologas efectan la desulfurizacin de las fracciones en presencia de
hidrgeno, otras no, pero todas hacen uso de catalizadores para efectuar esta
transformacin.
El azufre que se obtiene de las fracciones petroleras es de una excelente calidad. En
muchos casos la pureza alcanzada es superior a 99%, y se puede usar directamente para
fines farmacuticos.
Es de suma importancia la eliminacin de los derivados del azufre de las fracciones que
van desde el gas hasta los gasleos pesados. Esto se debe no slo al hecho de que el
azufre envenena los catalizadores y afecta la calidad de las gasolinas y la de los dems
combustibles, sino sobre todo porque estos productos cuando se queman con los
combustibles ocasionan problemas ecolgicos muy graves.
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2.3 CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS DEL PETRLEO.
2.3.1 Color:
Generalmente se piensa que todos los crudos son de color negro, lo cual ha dado origen
a cierta sinonimia y calificativos: "oro negro", "ms negro que el petrleo crudo". Sin
embargo por transmisin de la luz, los crudos pueden tener color amarillo plido, tonos
de rojo y marrn hasta llegar a negro. Por reflexin de la luz pueden aparecer verdes,
amarillos con tonos azules, rojo, marrn y negro.
Los crudos pesados y extrapesados son negro casi en su totalidad. Crudos con altsimo
contenido de cera son livianos y de color amarillo; por la noche al bajar bastante la
temperatura tienden a solidificarse notablemente y durante el da, cuando arrecia el sol,
muestra cierto hervor en el tanque. El crudo ms liviano o condensado llega a tener un
color blanquecino, lechoso y a veces se usa en el campo como gasolina cruda.
2.3.2 Olor:
Es caracterstico y depende de la naturaleza y composicin del aceite crudo. Los
hidrocarburos no saturados dan olor desagradable. El olor de los crudos es aromtico
como el de la gasolina, del kerosene u otros derivados. Si el crudo contiene azufre tiene
un olor fuerte y hasta repugnante, como el de huevo podrido.
Si contiene sulfuro de hidrogeno, los vapores son irritantes, txicos y hasta mortferos.
Para atestiguar la buena o rancia calidad de los crudos es comn que la industria los
designe como dulces o agrios.
En otros aceites el olor vara, dependiendo de la cantidad de hidrocarburos livianos y de
las impurezas.
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2.3.3 Densidad:
Es la gravedad API, esta asociada al tipo de la molcula del petrleo y por lo tanto a la
viscosidad del mismo y al tipo de productos obtenidos despus de la refinacin,
finalmente es el elemento que clasifica al petrleo.
2.3.4 Salinidad
Esta vara dependiendo del tipo de petrleo si es pesado tendr mas contenido de sal y sies liviano menos sal los cual es un factor limitante para la refinacin del petrleo, ya
que genera incrustaciones y abrasiones de los equipos es as que en las refineras
normalmente tiene un mximo de 20 libras de sal por cada 1000 bls de petrleo.
2.3.5 Contenido de azufre
Es la cantidad de azufre que se encuentra en el petrleo, este puede variar de 0,04 a 5%
Saber esto muy importante en el momento de su venta o uso debido a que generalmente
perjudica las instalaciones de las refineras, ya que estas no estn diseadas para
soportar petrleos con alto azufre.
El azufre puede formar componentes altamente txicos como el sulfuro de hidrogeno
este es un componente mortal para los seres vivos y en las instalaciones esta sustancia
penetra directamente en el metal y lo debilita de tal forma que lo puede destruirse.
2.3.6 Punto de fluidez
Es la temperatura mnima a la cual un petrleo fluye a presin atmosfrica y esta
directamente relacionada con la estructura molecular del fluido y su viscosidad y se
expresa en grado de temperatura.
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2.3.7 Contenido de metales
Debido a su densidad y viscosidad los petrleos pueden retener apreciables cantidades
de sales de metales en suspensin siendo los ms comunes el nquel y el vanadio los
cuales no son deseados en el momento de la refinacin del petrleo porque envenenan
los catalizadores, estos son sustancias normalmente muy costosas que ayudan acelerar
las reacciones que ocurren sin intervenir en ellas.
El contenido de estos metales se miden en ppm, normalmente estos metales se quedan
en los residuos.
2.3.8 Punto de ebullicin:
Temperatura a la cual el petrleo pasa de lquido a gas.
En los hidrocarburos no es constante, debido a sus constituyentes vara algo menos que
la temperatura atmosfrica hasta la temperatura igual o por encima de 300 C.
2.3.9 Punto de congelacin:
Es la temperatura a partir de la cual el petrleo o sus derivados pierden por completo su
caracterstica de movilidad y se congelan.
En los Hidrocarburos vara desde 15,5 C hasta la temperatura de -45 C. Depende de
las propiedades y caractersticas de cada crudo o derivado. Este factor es de importancia
al considerar el transporte de los hidrocarburos.
2.3.10 Punto de inflamacin:
El punto de inflamacin es la temperatura a la cual el combustible, al ser calentado
puede producirse la inflamacin por un foco exterior, comienza a presentar por primera
vez una llama corta.
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Cuanto menor sea el punto de inflamacin de un producto, es ms inflamable y por ende
ms peligroso. En el petrleo este vara desde -12 C hasta 110 C. Reaccin vigorosa
que produce calor acompaado de llamas y/o chispas.
2.3.11 Poder calorfico:
La unidad que se emplea para medir la cantidad de calor desarrollada en la combustin
se la denomina poder calorfico.
Se entiende por poder calorfico de un combustible, la cantidad de calor producida por
la combustin completa de un kilogramo de sustancia. Tal unidad se la mide en cal/g de
combustible. Si la cantidad de combustible que se quema es un mol, el calor
desprendido recibe el nombre de efectotrmico.
El poder calorfico puede ser entre 8500 a 11350 caloras/gramo. Y en BTU/libra entre
15350 a 22000. (BTU es la unidad trmica britnica).
2.3.12 Calor especfico:
Se refleja como la cantidad de calor que puede requerir el petrleo al momento de ser
calentado, dependiendo este calor de la composicin molecular del petrleo y del
nmero de enlaces carbnicos asociados a las molculas y se expresa en BTU (Unidad
Trmica Britnica)
En el Sistema Internacional de unidades, el calor especfico se expresa en julios por
kilogramo y kelvin; en ocasiones tambin se expresa en caloras por gramo y grado
centgrado. El calor especfico del agua es una calora por gramo y grado centgrado, es
decir, hay que suministrar una calora a un gramo de agua para elevar su temperatura en
un grado centgrado.
En los hidrocarburos vara entre 0,40 y 0,52. El promedio de la mayora de los crudos es
de 0,45. Es la relacin de cantidad de calor requerida para elevar su temperatura un
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grado respecto a la requerida para elevar un grado la temperatura de igual volumen o
masa de agua.
2.3.13 Calor latente de vaporizacin:
El cambio de fase de lquido a vapor se llama vaporizacin y la temperatura asociada
con este cambio se llama punto de ebullicin de la sustancia.
El calor latente de vaporizacin de una sustancia es la cantidad de calor por unidad de
masa que es necesario para cambiar la sustancia de lquido a vapor a la temperatura deebullicin.
Cuando cambiamos la direccin de la transferencia de calor y ahora se quita calor, el
vapor regresa a su fase lquida, a este proceso se le llama condensacin, el calor de
condensacin es equivalente al calor de vaporizacin.
Para la mayora de los hidrocarburos parafnicos y metilenos acusa entre 70 a 90
kilocaloras/kilogramo 130 a 160 BTU/libra.
2.3.14 Viscosidad:
La viscosidad es una de las caractersticas ms importantes de los hidrocarburos en los
aspectos operacionales de produccin, transporte, refinacin y petroqumica. La
viscosidad, que indica la resistencia que opone el crudo al flujo interno, se obtiene por
varios mtodos y se le designa por varios valores de medicin. El poise o centipoise
(0,01 poises) se define como la fuerza requerida en dinas para mover un plano de un
centmetro cuadrado de rea, sobre otro de igual rea y separado un centmetro de
distancia entre s y con el espacio relleno del lquido investigado, para obtener un
desplazamiento de un centmetro en un segundo. La viscosidad de los crudos en el
yacimiento puede tener 0,2 hasta ms de 1000 centipoise. Es muy importante el efecto
de la temperatura sobre la viscosidad de los crudos, en el yacimiento o en la superficie,
especialmente concerniente a crudos pesados y extrapesados.
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- Viscosidad relativa: es la relacin de la viscosidad del fluido respecto a la del agua.
A 20 C la viscosidad del agua pura es de 1002 centipoise.
- Viscosidad cinemtica: es equivalente a la viscosidad expresada en centipoises
dividida por la densidad relativa, a la misma temperatura. Se designa en stokes o
centistokes.
- Viscosidad Universal Saybolt: representa el tiempo en segundos para que un flujo
de 60 centmetros cbicos salga de un recipiente tubular por medio de un orificio,
debidamente calibrado y dispuesto en el fondo del recipiente, el cual se ha mantenido
a temperatura constante.
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CAPTULO III
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3. UNIDADES DE PROCESOS
Son las unidades que se encargan del proceso de refinamiento del petrleo para la
obtencin de sus derivados.
Las Unidades de proceso de La Refinera Estatal Esmeraldas destinadas para el
desarrollo de nuestro estudio son las siguientes:
- Dos unidades de destilacin atmosfrica de 55000bpd cada una.- Una unidad de destilacin al vaco de 29400 bpd.- Una unidad de destilacin al vaco de 15900 bpd diseada para preparar la carga
para la planta de base de lubricantes construida frente a la refinera.
- Dos unidades Reductoras de Viscosidad de 15750 bpd cada una.- Una unidad de Craqueamiento Cataltico Fluido (FCC) de 18000 bpd.- Unidad de tratamiento Merox 100 para Jet Fuel de 15000 bpd- Unidad de tratamiento Merox 200 para gasolina de 11000 bpd- Una unidad Hidrodesulfuradora de Nafta Pesada HDT de 13000 bpd.- Una unidad de reformacin Cataltica con Regeneracin Continua (CCR) de
10000 bpd.
- Una Unidad Hidrodesulfuradora de Diesel HDS de 24500 bpd.
En nuestro estudio no vamos a tomar en cuenta los gases por tener dificultades con este
tipo de producto ya que es peligroso el muestreo, motivo por el cual no consta en la lista
la Unidad Merox 300 de gas licuado del petrleo LPG.
3.1 DESALADO DEL CRUDO.
Prcticamente todo petrleo contiene agua, sal y sedimentos, dependiendo del rea de la
cual es explotado y tambin de los mtodos de manipuleo y transporte a que es
sometido antes de llegar a los tanques de almacenamiento de refinera.
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El contenido de sal se reporta normalmente en libras (cloruro de sodio) por miles de
barriles de crudo (1bs/1000bls). El rango del contenido de sal puede variar desde cero
hasta aproximadamente 1000 libras. Sin embargo el contenido esta normalmente en el
rango de 10 a 200 lbs/1000 bls.
En adiccin a la salmuera que hay en el crudo proveniente del pozo, el petrleo puede
contaminarse con sal del agua cuando es transportado en buques-tanques.
El agua a menudo se mezcla con el petrleo durante el embarque y se emulsiona con el
crudo cuando ste es bombeado a los tanques de almacenamiento en los terminales
correspondientes.
Otra fuente de contaminacin de crudo con sal son las tuberas de recoleccin y
transporte, los fondos de los tanques de almacenamiento donde se acumula
frecuentemente agua y sal. Es difcil disponer de petrleo libre de sal y siempre se
recibir crudo en refinera con mezclas de sal y agua. Es muy conocido que la sal y agua
en el crudo causan problemas.
La refinera ms eficiente diseada estar sometida a corrosin y prdidas de tiempos de
operacin, si el equipo de desalado no funciona en forma continua.
Consecuentemente la separacin de crudo, sal y otras impurezas ha sido uno de los
mayores problemas que tiene una refinera.
Para el proceso de desalacin, segn el Ing. Fredy Guzmn (1), el crudo almacenado en
tanques que viene del oriente es previamente calentado ganando calor del producto del
tope de la columna por intermedio de intercambiador de calor (Ver anexo 2), para luego
pasar al deseador electrosttico (Ver fig.6), el cual posee un campo elctrico de alto
voltaje (16000 3000 voltios) lo cual este campo electrosttico lo que hace es atrapar
la sal que se mezcla con el agua que ingresa a lavar al petrleo. Este atrapa la sal
presente en el petrleo y por medio de su campo elctrico y hace que estas calezcan
produciendo la separacin de la salmuera presente en petrleo.
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El crudo libre de sal (crudo desalado) sale por la parte superior del equipo. La
coalescencia de las gotas en el desolador es provocada por fuerzas elctricas generadas
entre las gotas de agua. El campo elctrico induce a que las pequeas gotas se
conviertan en dipolos elctricos, que interactan entre si generndose atracciones entre
las gotitas agrupndose en gotas mayores, que pueden decantar por gravedad. El efecto
del campo alternativo hace que las gotas se muevan o vibren en fase con el campo, lo
que favorece la coalescencia de las gotas.
En el caso de la unidad de crudo I, el crudo carga ingresa a las desaladoras C-V10 y
C-V11. Y en el caso de la unidad de crudo II, ingresa a la desaladoras C-V24 y C-V25.
Luego de ya estar el crudo carga desalado ingresa a la fraccionadora llamada tambin
destilacin atmosfrica.
FIGURA 6 DESALADORAS
Fuente: Refinera estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
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3.2 UNIDAD DE DESTILACIN ATMOSFRICA I y II
Todos los procesos de refinacin nos llevan a la separacin de la mezcla de
hidrocarburos en compuestos individuales o grupos de compuestos de uso industrial, el
mtodo ms generalizado para efectuar esta separacin es la destilacin o
fraccionamiento realizada en la torre de destilacin atmosfrica (Ver figura7), que
depende de las temperaturas de ebullicin de los componentes, aprovechando las
diferencias de volatilidad de los mismos, ejemplo una mezcla de dos lquidos, cuando se
calienta hasta el punto de ebullicin produce normalmente vapor en mayor proporcin
del lquido con punto de ebullicin ms bajo.
Las variables en el proceso de destilacin son la presin, la temperatura, la
composicin, cantidades y densidades de cada fase (vapor lquido), al referirnos a la
presin, las separaciones de las fracciones caractersticas del crudo resultan eficaces y
con costo ms bajo cuando tiene lugar en dos etapas: primero fraccionando la totalidad
del petrleo a la presin atmosfrica.
FIGURA 7 TORRE DE DESTILACIN ATMOSFRICA
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
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La Refinera Estatal Esmeraldas cuenta con dos unidades gemelas de 55,000 bpd de
capacidad cada una. Dos trenes de intercambiadores de calor permiten aprovechar el
calor de los productos obtenidos de la torre para precalentar el petrleo crudo y reducir
la carga calrica que proporciona el horno (Ver anexo 4).
A una temperatura de 350 C, entra el petrleo a la torre de destilacin atmosfrica de
40 m de altura, 4 m de dimetro y 40 platos, a una presin ligeramente superior a la
atmosfrica 0.4 kg/cm, en la que las fracciones se separan en base a las diferentes
curvas de ebullicin obtenindose por la parte superior gases, gas licuado de petrleo y
gasolinas; lateralmente los productos de salida son: nafta liviana, nafta pesada, kerosene
o jet fuel y diesel (Ver figura 8).
El propsito de la nafta circulante es extraer calor de la torre para controlar el perfil de
temperaturas, de manera que en la parte superior de la torre se mantiene una
temperatura de 110 C que se va incrementando conforme se desciende a los platos
inferiores, hasta unos 355 C en el fondo.
Por el fondo de la torre se extrae el crudo reducido que se elimina a la unidad de vaco.
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DIAGRAMA 1 UNIDAD DESTILACIN ATMOSFRICA I Y II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por Karen Chila Angulo
3.3 UNIDAD DE DESTILACIN AL VACO I Y II
El residuo que sale del fondo de la torre de destilacin atmosfrica ingresa a esta unidad
cuyo propsito es maximizar la produccin de combustibles ligeros del crudo, la
destilacin del crudo reducido es producida a una baja presin para minimizar la
temperatura requerida en la destilacin y as evitar la descomposicin trmica.
El objetivo de hacer vaco es permitir la evaporacin de fracciones mas pesadas que el
diesel. Estas fracciones requeriran temperaturas mayores a 350 C para evaporarse en
la torre de destilacin atmosfrica, sin embargo sobre esta temperatura el petrleo
comienza a descomponerse trmicamente por lo que no es posible la separacin de estas
fracciones. La presin de vaco es de alrededor de 40mm Hg.
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La torre tiene caractersticas particulares, que la diferencian de las fraccionadoras
atmosfricas. Los dispositivos o elementos mecnicos para producir el contacto lquido
vapor, son rellenos especiales ubicados en lechos ordenados que permiten incrementar
la superficie de interface, favoreciendo la transferencia de masa.
El dimetro de la columna es diferente en zona de condensacin, respecto de la zona
superior o inferior de la misma. La zona de condensacin o fraccionamiento tiene el
mayor dimetro ya que las prdidas de carga deben ser despreciables para mantener el
vaco homogneo en la totalidad de la torre. La zona de cabeza es de dimetro menor ya
que el caudal de vapores en esta zona es muy bajo debido a que los productos solo son
obtenidos lateralmente y no por cabeza. El fondo de la columna tiene el menor
dimetro, ya que se debe minimizar el tiempo de residencia del asfalto para evitar la
descomposicin trmica y formacin de carbn en la torre.
La Refinera Estatal Esmeraldas, est equipada con una Unidad de Destilacin al
Vaco I, diseada para procesar 29400 bpd, (crudo base) de los fondos de la columna de
destilacin atmosfrica.
La torre de destilacin al vaco procesa el residuo proveniente de la torre de destilacin
atmosfrica el cual sus componentes de punto de ebullicin es ms alto.
El Ing. Leonardo Amaguayo (2), nos dijo que de la torre de vaco I, se extraen los
gasleos ligero y pesado que sirven de carga a la unidad de Craqueamiento Cataltico
Fluido (FCC). Otro corte es el de la Cera Contaminada o Slop Wax cuyo propsito es
retener los metales pesados para reducir su contenido en los gasleos (Ver diagr. 2). Los
metales pesados suelen reducir la vida til y el rendimiento de los catalizadores
utilizados en FCC.
La Unidad de Destilacin al Vaco 2 (Ver diagr.3), diseada para procesar 15900 bpd
esta diseada para producir ms fondo de vaco que es utilizada para la preparacin del
fuel oil y produce tambin cierto porcentaje de gasleo que sirve de carga a la unidad
de FCC.
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Los fondos de vaco tiene tres destinos: produccin de asfaltos, previos ajustes de las
condiciones de la torre, carga a la unidad de viscorreduccin y preparacin de fuel oil.
DIAGRAMA 2 UNIDAD DESTILACIN AL VACO I
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado Por Karen Chila Angulo
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DIAGRAMA 3 UNIDAD DESTILACIN AL VACO II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas PetroindustrialElaborado por Karen Chila Angulo
3.4 UNIDAD VISCORREDUCTORA I Y II
En este proceso, las partes ms pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo
presin. Esto divide (craquea) las molculas grandes de hidrocarburos en molculas ms
pequeas, lo que aumenta la cantidad de nafta compuesta por este tipo de molculas
producida a partir de un barril de crudo. Se usan cargas ligeras lquidas o gaseosas,
temperaturas elevadas (800-900 C) y presiones bajas. Con el proceso se obtienen
principalmente olefinas a partir de naftas.
Una vez terminada la destilacin al vaco, los fondos de vaco de alto peso molecular y
elevadas viscosidad ingresan a esta unidad y son sometidos a craqueo trmico dando
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como resultado un producto cuatro o cinco veces menos viscoso que la carga, utilizado
para la preparacin de fuel oil reduciendo el uso de diluyentes en la preparacin de este
producto.
Las unidades tienen 15750 bpd de capacidad de produccin y por ende la unidad
Viscorreductora I solo produce nafta y fuel oil de fondo, y la unidad Viscorreductora II
produce de 3 a 4% de Gasolina y un 2% de destilado con caractersticas similares al
diesel y fuel oil como fondo.
DIAGRAMA 4 UNIDAD REDUCTORA DE VISCOSODAD I Y II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por Karen Chila Angulo
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3.5 UNIDAD DE CRAQUEAMIENTO CATALTICO FLUIDO ( FCC)
La funcin de la unidad de craqueo cataltico es usar alta temperatura para convertir
hidrocarburos pesados en productos ligeros de mayor valor. Esto puede ser
complementado ya sea trmicamente o catalticamente.
El proceso cataltico casi ha sustituido completamente al cracking trmico a causa del
catalizador que permite que la reaccin de Cracking tenga lugar a presiones y
temperaturas bajas, mientras esta produciendo una gasolina de alto octano, un gas
craqueado mas estable y menor rendimiento de producto residual pesado indeseable.
Cracking Cataltico Fluido (FCC.) es un proceso que emplea un catalizador en forma de
partculas muy pequeas, llamadas de catalizador zeoltico, las cuales se comportan
como un fluido cuando es aereado con vapor.
El catalizador fluidizado es continuamente circulado de una zona de reaccin (donde las
reacciones de Cracking ocurre) a una zona de regeneracin, (donde el catalizador el cual
es desactivado en el reactor, en esta zona se reactiva). Adems de proveer la accin
cataltica, el catalizador es tambin el vehiculo que transfiere el calor de la zona de
regeneracin a la zona de reaccin.
El catalizador tambin tiene su tiempo mximo de reaccin ya que este al mezclarse
con el coque que se produce dentro de la formacin se contamina y pierde sus
caractersticas de reaccin motivo por el cual se lo tiene que desechar y cambiar de
catalizador.
Estas dos zonas estn localizadas en recipientes separados apropiadamente llamados
Reactor en la parte izquierda y Regenerador en la parte derecha (Ver fig.12).
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FIGURA 8 REACTOR Y GENERADOR DE FCC
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
La unidad de la refinera cuenta con una capacidad 18000 bpd se alimenta de gasleosligero y pesado, constituido por cadenas largas de hidrocarburos. En el reactor a una
temperatura de 529 C en contacto con un catalizador zeoltico en estado fluidizado,
estas cadenas se rompen dando como resultado fracciones ms livianas, gas Licuado de
petrleo o LPG, gasolina de alto octanaje y aceites cclicos utilizados como diluyentes
del fuel oil. Otro producto de la reaccin es el carbn que cubre el catalizador
reduciendo su actividad, por lo que es reactivado en el regenerador en donde se
combustiona el carbn; el catalizador regenerado vuelve al reactor.
El azufre es indeseable tanto en la carga fresca a FCC como en la carga a cualquier
unidad ya que causa corrosin al equipo y tambin incrementa los costos en el
tratamiento de los productos. Al 60% de conversin, alrededor del 30% del azufre
cargado es convertido a H2S al 70% de conversin
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El contenido de azufre en la gasolina de punto final de 400F (204C) ser algo como
sobre el 10% de la carga fresca, pero esto se incrementa rpidamente conforme el punto
final se eleva sobre 400F (204C) mientras ms alto sea el contenido de azufre en la
gasolina ms bajo ser la respuesta al plomo.
DIAGRAMA 5 UNIDAD DE CRAQUEAMIENTO CATALTICO FLUIDO
(FCC)
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
3.6 UNIDAD DE REFORMACIN CATALTICA CON REGENERACIN
CONTINUA (CCR)
Esta unidad por su gran capacidad de produccin cuenta con tres secciones:
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3.6.1 HIDRODESULFURADORA DE NAFTA PESADA 13000 BPD
La capacidad de produccin de esta unidad es de 13000 bpd.
El objetivo principal de esta unidad es de reducir el contenido de azufre y otros
contaminantes de nafta pesada, para no afectar el rendimiento del catalizador utilizado
en La Reformacin Cataltica.
El Ing. Richard Almeida (3), nos dijo que el objetivo del proceso de Hidrotratamiento
de Nafta Pesada (Ver fig 9) es producir una carga a la reformadora hidrotratada y
limpia suficientemente baja en contaminantes tales como azufre, nitrgeno, agua,
algenos, diolefinas, olefinas, arsnico y metales como para no afectar el
comportamiento de la seccin de reformacin cataltica corriente.
FIGURA 9 UNIDAD DE HIDRODESULFURADORA DE NAFTA PESADA
HDT
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
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La carga al tratamiento de nafta es en este caso, nafta atmosfrica proveniente de las dos
unidades de destilacin atmosfrica corriente arriba. Esta nafta contiene niveles de
contaminantes (Ver tabla 3), que pueden ser perjudiciales al catalizador de reformacin
y es por tanto necesario hidrotratar.
Este proceso involucra el tratamiento de la nafta en un reactor adiabtico sobre un lecho
de catalizador bimetlico fijo, dentro de un ambiente de hidrgeno. Una temperatura
moderadamente alta en el rango de 300C es requerida para promover las reacciones
qumicas.
Despus del proceso de reaccin la nafta es despojada para remover los ligeros
productos gaseosos de los contaminantes y agua.
Si las diolefinas y olefinas estn presentes en la carga, entonces se requiere una etapa de
tratamiento separado a una temperatura ms baja con un catalizador especial para
hidrogenerar los componentes insaturados antes del hidrotratameinto a ms alta
temperatura.
Como no hay componentes insaturados en la carga de nafta a esta unidad, esta etapa de
tratamiento es excluida.
El alto rendimiento de la seccin de reformacin cataltica dentro de la unidad de
Octanazing es muy dependiente de la eficiencia de esta unidad.
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TABLA 3. NIVELES MXIMOS DE CONTAMINANTES EN NAFTA
HIDROTRATADA
CONTAMINANTES PPM
Azufre 0.5
Nitrgeno 0.5
Agua 4
Arsnico 1
Olefinas 0
Diolefinas 0
Metales 5
Halgenos (F, Cl) 0.5
Fuente: Manual de Operaciones de Unidad de Hidrodesulfuradora de Nafta Pesada
Elaborado por: Karen Chila Angulo
3.6.2 REFORMACIN CATALTICA
Esta unidad tiene una capacidad de produccin de 10000 bpd.
Una vez que la Nafta Cruda de bajo octanaje (RON= 54) constituida por fracciones de
parafinas, naftenicos y aromticos se le han removido los contaminantes ingresa al
proceso de Reformacin Cataltica, esta unidad consta de tres reactores en los que las
molculas se reestructuran para dar productos aromticos de alto octano (RON = 100)e hidrgeno utilizado en los procesos de hidrodesulfuracin.
El hidrogeno que sale de esta planta se almacena en la planta de hidrogeno que se
encuentra cerca esta unidad (Ver fig10)
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FIG. 10 PLANTA GENERADORA DE HIDRGENO
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
Las condiciones de la reaccin son temperaturas del orden de los 500C y presiones del
orden de los 3.5 kg/ cm. El propsito del proceso de la octanizacin es producir un
reformado de alto nmero de octano, que es un componente principal de las gasolinas,
y un gas rico en hidrgeno que sirve para la operacin de otras unidades de la refinera
(Ver diagrama 6).
La carga a la reformadora es la nafta hidrodesulfurada proveniente de la
hidrodesulfuradora de nafta pesada. Debido a la presencia de contaminantes en todos
los casos, el hidrotratamiento de nafta, antes de la octanizacin es siempre necesario.
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La octanizacin es un proceso de reformacin de nafta, lo cual incluye dos secciones:
- La reformadora cataltica en s incluyendo reactores (Ver fig.14), hornos,recuperacin de efluente y estabilizacin.
- La circulacin de catalizador y la regeneracin continua que involucra elmanipuleo de slidos y la tecnologa de lecho mvil.
FIGURA 11 REACTORES UNIDAD DE CCR
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
En la seccin de reformacin cataltica, la corriente de carga de nafta hidrotratada, es
procesada a muy baja presin en tres reactores adiabticos sobre un lecho de catalizador
multimetlico mvil, en un ambiente de hidrgeno.
Se requiere una temperatura alta (en el rango de los 500C) para promover las
reacciones qumicas que mejoran el nmero de octano, de ah la necesidad deprecalentar la carga.
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Algunas de las reacciones deseables son altamente endotrmicas por tanto para asegurar
una eficiencia alta de la reaccin, el catalizador debe ser dividido en varios reactores
con recalentadores intermedios o intercalentados.
El alto rendimiento del proceso Octanizing, es debido en gran parte, a su operacin a
baja presin con regeneracin contina de catalizador. En un proceso convencional de
tipo semi-regenerativo, esta combinacin de alta temperatura y baja presin conduciran
a un alto depsito de coque y a una muy corte duracin del ciclo.
3.6.3 REGENERACIN CONTINUA
En la seccin de regeneracin continua de catalizador, el catalizador es retirado de la
seccin de reaccin a una tasa fija para ser regenerado en una unidad de regeneracin
continua de catalizador totalmente automatizada, antes de retornar a la seccin de
reaccin.
La tasa de retiro y regeneracin de catalizador asegura un catalizador activo altamente
consistente con un bajo contenido de carbn y contenido controlado de cloruro/ agua.
Estos maximizan los rendimientos tanto del reformado como del hidrgeno residual de
alta calidad.
El catalizador es regenerado continuamente mediante la combustin del carbn que se
forma en su superficie y la regeneracin de los sitios cidos. La regeneracin continua
elimina la necesidad de paros para la regeneracin y minimiza la cantidad de catalizador
en la unidad.
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DIAGRAMA 6 UNIDAD REFORMADORA CATALTICA CON
REGENERACIN CONTINUA (CCR)
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
3.7 HIDRODESULFURADORA DE DIESEL
Esta unidad es de gran importancia en la refinera por su produccin de diesel.
La unidad esta diseada para hidrodesulfurizar y desnitrificar lo dos tipos de carga
llamados Atmosfrica y Mezcla esto nos dijo el Ing. Hernn Ayala (4) . La Unidad tiene
una capacidad a bajo flujo de 1700 Ton/da para ambas cargas lo cual es equivalente al
50% del flujo de diseo.
El objetivo de diseo global es usar el hidrogeno suministrado por la Unidad
Reformadora para producir diesel producto con:
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- Un contenido de azufre mximo de 500ppm en peso- Un numero de cetano mayor o igual que la carga a la unidad- Un punto de inflamacin mnimo de 55C
FIGURA 12 HIDRODESULFURADORA DE DIESEL
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Chila Angulo
El diesel producido en las unidades de crudo tiene un contenido de azufre de alrededor
de 0.8% por lo que es sometido a un proceso de hidrodesulfuracin para reducirlo a
menos de 0.05% alcanzando la calidad del diesel Premium consumido en centros
urbanos densamente poblados como el Distrito Metropolitano de Quito. La reaccin se
produce a una temperatura de 320C y 40 kg/cm de presin.
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DIAGRAMA 7 UNIDAD HIDRODESULFURADORA DE DIESEL
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas
Elaborado por Karen Chila Angulo
3.8 PROCESOS MEROX
3.8.1 Generalidades
El proceso merox es un tratamiento qumico cataltico para destilados del petrleo, que
sirve para la remocin de los qumicos de los mercaptanos o para convertirlos en
disulfuros. Cuando es aplicado adecuadamente en sus varios aspectos de diseo, este
proceso verstil es aplicable para el tratamiento de cargas, con puntos finales de
ebullicin ASTM, tan altos como 345C.
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El proceso esta basado en la habilidad de un catalizador o compuestos de quelatos
metlicos del grupo del hierro, para promover la oxidacin de mercaptanos a disulfuros,
usando aire como fuente de oxigeno.
La oxidacin se lleva acabo en presencia de una solucin acuosa alcalina, tal como el
hidrxido de sodio y potasio. La reaccin se hace econmica, a temperaturas normal de
las corrientes efluentes de la refinera.
El proceso merox es el endulzamiento del producto. Todos ellos consideran una unidad
le lecho fijo, en el cual el catalizador UOP especficamente seleccionado es depositado
sobre un soporte o lecho de carbn vegetal granular de actividad selectiva.
El carbn vegetal proporciona un rea suficiente de superficie para realizar la reaccin
de endulzamiento. Lo disulfuros producidos permanecen en la fase de hidrocarburo, y
no existe reduccin en el contenido de azufre del hidrocarburo tratado. Debido a que los
disulfuros tienen una presin de vapor considerablemente ms baja que los
mercaptanos, ellos imparten un olor ofensivo al hidrocarburo y son por lo tanto menos
objetables.
Los procesos Merox (oxidacin de mercaptanos) reducen el contenido de azufre de las
Gasolinas y Jet Fuel. En el caso del Jet Fuel el tratamiento incluye la eliminacin total
de cualquier contenido de agua, gomas y otros compuestos cidos.
3.8.2 MEROX 100 JET FUEL
La unidad de tratamiento jet fuel de La Refinera Esmeraldas, esta diseada para tratar
15000bpd de jet fuel semielaborado proveniente de las dos unidades de destilacin
atmosfricas
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La unidad consiste de los siguientes recipientes (Ver fig.17):
- Torre de prelavado en el coalescer electrosttico- Torre de agua de lavado- Filtro de sal- Filtro de arcilla.
El jet fuel debe satisfacer un nmero riguroso de especificaciones antes de ser
comercializado. Adems, debe satisfacer un bajo contenido de azufre mercaptano.
(mximo 30 ppm en el jet comercial), debe satisfacer estabilidad trmica, separacin de
agua y algunas otras especificaciones.
La carga de jet fuel semielaborado usada para el diseo bsico de la unidad, contiene
menos del 30 ppm de azufre mercaptnico; en consecuencia en esta seccin no es
necesario un reactor merox para reducir el contenido de azufre mercaptnico.
El prelavado en el coalescer electrosttico esta provista para remover cido naftnico.
El agua de lavado esta provista para remover sosa arrastrada y surfactantes solubles en
agua.
El filtro de sal esta provisto para secar el jet fuel y proteger el filtro de arcilla por daos
del agua. El filtro de arcilla est provisto para remover surfactantes orgnicos, metales,
tales como el cobre y partculas de materia.
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FIGURA 13 UNIDAD MEROX 100 JET FUEL
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
3.8.3 MEROX 200 GASOLINA
A esta unidad (Ver fig.18) ingresa la nafta obtenida en la unidad de FCC y de
viscorreductora debido a que tiene alto contenido de azufre ms que toda la nafta de la
viscorreductora.
El Ing. Cesario Pincay (5), nos explico que en esta se produce el endulzamiento de la
nafta para que obtenga las especificaciones requeridas para su consumo.
La unidad tiene los siguientes recipientes:
- Prelavador custico- Reactor Merox- Sedimentador custico- Filtro de arena
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La funcin del prelavador custico es de liberar a la nafta proveniente de la unidad
viscorreductora de H2S para que una vez pretratada se mezcle con la nafta de FCC. El
reactor merox realiza el proceso de endulzamiento de la nafta y as obtener una nafta
tratada. El Sedimentador custico esta diseado para permitir la separacin por
gravedad de la solucin acuosa del producto de hidrocarburo, debido a que en este
proceso utilizamos una solucin custica. El filtro de arena esta provisto para coalecer
las gotas remanentes de solucin custica que entran en el producto desde el
Sedimentador custico.
Despus de todo este procedimiento tenemos como resultado la nafta tratada.
FIGURA 14 UNIDAD DE MEROX 200 GASOLINA
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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CAPTULO IV
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4. ACTIVIDADES DE CAMPO.
Despus de haber conocido las corrientes de entrada y salida determinadas por el
Ing. Juan Villacrsses (6), en las cuales tomaremos las muestras y el tipo de embase en
las que se tomarn (Ver anexo 6 y 7) procedemos a realizar los respectivos muestreos
de las corrientes de entrada y salida de las unidades de La Refinera.
Una vez realizado el muestreo procedemos a realizar los respectivos anlisis de
laboratorio para cada muestra.
4.1 ANLISIS DE LABORATORIO.
Las muestras tomadas en la planta las llevamos al laboratorio y dependiendo del tipo de
muestras si son livianas realizamos el respectivo anlisis y si son pesadas las colocamos
en la plancha de calentamiento (Ver anexo 8) en este caso los fondos de cada unidad, o
sino al bao mara (Ver anexo 9) como es el cado de los gasleos pesados que a medida
que se enfran tienden a perder viscosidad.
Para el anlisis de la densidad API y del contenido de azufre utilizamos el siguiente
mtodo.
4.1.1 MTODO ASTM D-287 UTILIZADO PARA DETERMINAR LA
DENSIDAD API DEL PETRLEO Y SUS DERIVADOS
Resumen: Este mtodo es basado en el principio e que la gravedad especifica de un
lquido vara directamente con la profundidad de inmersin de un cuerpo que flota
directamente en l. El elemento flotante que es graduado por las unidades de gravedad
API se llama Termohidrmetro (Ver anexo10) ya que el hidrmetro tiene incluido en su
interior un termmetro ASTM.
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La gravedad API se lee observando el API del hidrmetro flotando libremente y la
graduacin ms cercano a la graduacin de la superficie plana horizontal del lquido con
la balanza vertical del hidrmetro.
Despus de que el equilibrio de temperatura se haya encontrado se lee la temperatura de
la muestra este procedimiento dura unos 5 minutos.
Importancia y Uso: la determinacin exacta de la gravedad del petrleo y sus
productos es tan necesaria para la conversin de volmenes moderados a los valores en
la temperatura normal de 60F (15.56C).
La densidad es un factor que gobierna la calidad de los aceites crudos sin embargo la
gravedad de un producto de petrleo es una indicacin incierta de su calidad, puesto que
en correlacin con otras propiedades, puede usarse la gravedad para da la composicin
aproximada del hidrocarburo y del calor de la combustin
Aparatos:
- Hidrmetro de vidrio graduado en grados API- Termmetro de un rango de -5 a 215F- Probeta (Ver anexo 11)
Procedimiento:
Colocamos la probeta limpia en la mesas, luego procedemos a colocar el producto y
determinamos segn el tipo de producto que Termohidrmetro utilizaremos.
Existen termohidrometros de 11 a 91API por ejemplo para productos pesados
utilizamos del 41 hasta el 11, para productos pesados usamos del 51 hasta el 91API
Una ves determinado grado API del hidrmetro a utilizar lo sumergimos en la mezcla y
este se estabilizara en unos cuantos segundos.
Una vez estabilizado el hidrmetro dejamos por 5 minutos para luego tomar la lecturarespectiva del API.
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A esta lectura le restamos 1 que es el error de lectura y corregimos este valor en las
tablas ASTM para corregir grados API de productos, a esta lectura corregida le
sumamos el 1 restado y procedemos a tener el API corregido. (Ver fig. 15)
FIGURA 15 DETERMINACIN DE LA DENSIDAD RELATIVA
Fuente: Manual del Curso Tyron UOP Petroecuador
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
4.1.2 MTODO ASTM D-4294 UTILIZADO PARA DETERMINAR El
CONTENIDO DE AZUFRE POR FLUORESCENCIA DE RAYOS X
Resumen: La muestra se hace reaccionar por medio de la excitacin de las molculasde los hidrocarburos producida por los rayos x.
Este determina el contenido de azufre en los hidrocarburos como naftas, destilados
aceites combustible, residuos, etc.
La determinacin de concentracin de azufre es necesaria para poder cumplir con las
especificaciones en la elaboracin de combustibles.
Lmites:El rango de concentracin es de 0.01 a 5 % peso.
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Precauciones: 1) Se debe tener mucho cuidado para evitar regar producto inflamable
dentro del equipo.
2) Lavar bien el material y apegarse rigurosamente al mtodo.
Aparatos:
- Aparato de rayos x (Ver anexo 12)- Celdas (Ver fig.16)- Lamina de plstico- Sellador de celdas (Ver anexo 13)
Procedimiento.
a) En una clula coloque la muestra del producto hasta 3mm de profundidad.b) Si el producto es pesado calentar las muestras para que puedan ser fciles de
entrar a la clula.
c) Sellar la clula con una lmina de plstico transparente y asegrese de que nohalla ninguna burbuja de aire entre la ventana y el lquido.
d) Ingrese la clula al equipo y actvelo.e) Obtenga 3 lecturas consecutivas de 30 segundos cada una.
FIGURA 16 MUESTRAS PARA ANLISIS DE AZUFRE
Fuente: Unidad de Control de Calidad Refinera Estatal Esmeraldas
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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4.2 CORRIENTES DE ENTRADA Y SALIDA DE CADA UNIDAD DE
PROCESO
Las corrientes de entrada y salidas de La Refinera Estatal Esmeraldas destinadas para
nuestro anlisis son las siguientes:
UNIDAD NO CATALTICAS I
DIAGRAMA 8 DESALADORA C-V10
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 9 DESALADORA C-V11
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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DIAGRAMA 10 UNIDAD DE DESTILACIN ATMOSFRICA I
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 11 UNIDAD DE DESTILACIN AL VACO I
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 12 UNIDAD REDUCTORA DE VISCOSIDAD I
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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UNIDAD NO CATALTICAS II
DIAGRAMA 13 DESALADORA CV24
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 14 DESALADORA CV25
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 15 UNIDAD DE DESTILACIN ATMOSFRICA II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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DIAGRAMA 16 UNIDAD DE DESTILACIN AL VACO II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 17 UNIDAD REDUCTORA DE VISCOSIDAD II
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
UNIDAD CATALTICAS I
DIAGRAMA 18 UNIDAD DE CRAQUEMIENTO CATALTICO FLUIDO FCC
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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DIAGRAMA 19 MEROX GASOLINA
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
UNIDAD CATALTICAS II
DIAGRAMA 20 HIDRODESULFURADORA DE NAFTA PESADA
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 21 REFORMACIN CATALTICA CCR
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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UNIDAD CATALTICAS III
DIAGRAMA 22 HIDRODESULFURADORA DE DIESEL
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
DIAGRAMA 23 MEROX JET FUEL
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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4.3 ESQUEMA DE REFINACIN
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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4.4. DETERMINANCIN DEL CONTENIDO DE AZUFRE DE CADA UNA DE
LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE LAS DIFERENTES UNIDADES Y
PROCESOS.
Una vez terminado los anlisis de laboratorio tanto de densidad relativa, y contenido de
azufre procedemos a ordenar los datos de cada corriente de entrada y salida de las
unidades de nuestro estudio.
4.4.1 Reporte del primer anlisis de determinacin del contenido de azufre y
densidad relativa en las corrientes de entrada y salida de procesos de refinacin de
La Refinera Estatal Esmeraldas.
Mtodo ASTM D-4294 y ASTM D -287
Fecha: 07-29-2007
TABLA 4 PRIMER ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS I
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Carga 24 0.9099 1.5824
Crudo Desalado C-V10 23.9 0.9105 1.5732
Crudo Desalado C-V11 23.7 0.9117 1.5604
Nafta Liviana 87.8 0.6452 0.0357
Nafta Pesada 55.9 0.7550 0.0129
Jet fuel 41.2 0.8193 0.2535Diesel 32 0.8654 0.9635
Crudo Reducido 11.4 0.9902 1.0742
Gasleo Ligero 24 0.9099 1.6
Gasleo Pesado 21.8 0.9230 1.6268
Fondo de Vaco 8.8 1.008 2.45
Nafta de Visco 60.8 0.7358 0.97
Fuel Oil 8.7 1.0092 2.0618Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 5 PRIMER ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS II
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Desalado C-V24 24.1 0.9093 1.5742
Crudo Desalado C-V25 23.6 0.9123 1.5666
Nafta Liviana 83.6 0.6578 0.0106
Nafta Pesada 57.8 0.7474 0.0129
Jet fuel 44.1 0.8058 0.1382
Diesel 34.3 0.8534 0.8472
Crudo Reducido 9.9 1.0005 2.11
Gasleo Ligero 24.6 0.9064 1.5927
Gasleo Pesado 22.2 0.9206 1.5928
Fondo de Vaco 9.7 1.0015 2.66
Nafta de Visco 62 0.7312 0.85
Diesel Olefinico 38.1 0.8342 1.12
Fuel Oil 10 1 2.1262
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 6 PRIMER ANLISIS UNIDAD DE FCC
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Carga Fresca 25.5 0.9012 1.52
Nafta 56.5 0.7523 0.22
Aceite Cclico Ligero 15.6 0.9613 2.79
Aceite Cclico Pesado 11 0.9925 2.12
Aceite Clarificado 3.2 1.0499 2.82
Fondo de la Fraccionadota 1.3 1.065 2.83Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 7 PRIMER ANLISIS UNIDAD DE HDT
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta Pesada de I y II 58.6 0.7443 0.0341
Nafta Hidrodesulfurada 58.6 0.7440 0.0042
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 8 PRIMER ANLISIS UNIDAD DE CCR
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta Hidrodesulfurada 58.6 0.7443 0.0042
Nafta Reformada 58.9 0.7431 0.000086Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 9 PRIMER ANLISIS UNIDAD DE HDS
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA60F/60F
AZUFRE
(%w)
Diesel Carga 31.7 0.8670 0.87
Diesel Hidrodesulfurado 31.7 0.8668 0.89
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 10 PRIMER ANLISIS UNIDAD MEROX 100
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Jet Fuel Semielaborado 43 0.8108 0.1791
Jet Fuel 43 0.8108 0.1766
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 11 PRIMER ANLISIS UNIDAD MEROX 200
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta de FCC y Viscorreduc 58.6 0.7440 0.0042
Nafta Tratada 58.6 0.7440 0.0040
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
-
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62
4.4.2 Reporte del segundo anlisis de determinacin del contenido de azufre y
densidad relativa en las corrientes de entrada y salida de procesos de refinacin de
La Refinera Estatal Esmeraldas.
Mtodo ASTM D-4294 y ASTM D -287
Fecha: 08-15-2007
TABLA 12 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS I
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Carga 25 0.9041 1.38
Crudo Desalado C-V10 24.6 0.9064 1.35
Crudo Desalado C-V11 24.4 0.9075 1.34
Nafta Liviana 85.3 0.6524 0.004
Nafta Pesada 60.4 0.7372 0.0073Jet Fuel 42.8 0.8115 0.15
Diesel 32.3 0.8634 0.73
Crudo Reducido 9.7 1.007 2.17
Gasleo Ligero 27.16 0.8918 1.39
Gasleo Pesado 23 0.9154 1.44
Fondo de Vaco 8.9 1.0075 2.44
Nafta de Visco 64.5 0.7216 1.03Fuel Oil 8.2 1.0123 2.34
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 13 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS II
PRODUCTO API DENDIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Desalado C-V24 24.7 0.9054 1.37
Crudo Desalado C-V25 24.5 0.9065 1.35
Nafta Liviana 85.1 0.6532 0.0035
Nafta Pesada 60.4 0.7371 0.0064
Jet Fuel 42.8 0.8114 0.14
Diesel 32.5 0.8623 0.76
Crudo Reducido 9.8 1.0008 2.11
Gasleo Ligero 27.1 0.8918 1.37
Gasleo Pesado 23 0.9154 1.40
Fondo de Vaco 8.2 1.0065 2.38
Nafta de Visco 64.7 0.7212 1.021
Diesel Olefinico 38.5 0.8323 0.80
Fuel Oil 8.2 1.0124 2.34
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 14 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD DE FCC
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Carga Fresca 22.4 0.9191 1.51
Nafta 56.2 0.7538 0.20
Aceite Cclico Ligero 15.7 0.9612 2.38
Aceite Cclico Pesado 10.12 0.9991 2.17
Aceite Clarificado 2 1.0599 2.56
Fondo de la Fraccionadota 0.6 1.071 2.75Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 15 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD DE HDT
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta Pesada I y II 59.4 0.7412 0.12
Nafta Hidrodesulfurada 59.4 0.7410 0.0002
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 16 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD DE CCR
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta Hidrodesulfurada 59.4 0.7410 0.0002
Nafta Reformada 59.7 0.7400 0.000019Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 17 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD DE HDS
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA60F/60F
AZUFRE
(%w)
Diesel de I y II 32.3 0.8638 0.73
Diesel Hidrodesulfurado 32.3 0.8638 0.72
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 18 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD MEROX 100
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Jet Fuel Semielaborado 42.5 0.8128 0.16
Jet Fuel 42.5 0.8127 0.15
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 19 SEGUNDO ANLISIS UNIDAD MEROX 200
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta de FCC y Viscorreduc 56.5 0.7525 0.23
Nafta Tratada 56.5 0.7525 0.22
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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4.4. 3 Reporte del tercer anlisis de determinacin del contenido de azufre y
densidad relativa en las corrientes de entrada y salida de procesos de refinacin de
La Refinera Estatal Esmeraldas.
Mtodo ASTM D-4294 y ASTM D-287
Fecha: 08-24-2007
TABLA 20 TERCER ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS I
PRODUCTO API
DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Carga 23.1 0.9147 1.76
Crudo Desalado C-V10 22.9 0.9159 1.61
Crudo Desalado C-V11 22.8 0.9165 1.60
Nafta Liviana 84.9 0.6536 0.005
Nafta Pesada 56.6 0.7519 0.017
Jet Fuel 42 0.8151 0.184
Diesel 32 0.8654 0.996
Crudo Reducido 14.1 0.9718 2.48
Gasleo Ligero 25 0.9036 1.49
Gasleo Pesado 23.3 0.9135 1.65
Fondo de Vaco 8.4 1.0112 2.40
Nafta de Visco 60.5 0.7366 0.98
Fuel Oil 8.6 1.0095 2.78Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 21 TERCER ANLISIS UNIDAD NO CATALTICAS II
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Crudo Desalado C-V24 22 0.9216 1.46
Crudo Desalado C-V25 21.8 0.9226 1.57
Nafta Liviana 86.29 0.6497 0.0035
Nafta Pesada 56.68 0.7519 0.0527
Jet Fuel 41.60 0.8174 0.35Diesel 32.2 0.8639 1.08
Crudo Reducido 10.4 0.997 2.48
Gasleo Ligero 26.0 0.8973 1.80
Gasleo Pesado 23.5 0.9129 1.65
Fondo de Vaci 11.1 0.992 2.61
Nafta de Visco 60.5 0.7369 0.92
Diesel Olefinico 38.6 0.8315 0.82Fuel Oil 8.3 1.0121 2.46
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 22 TERCER ANLISIS UNIDAD DE FCC
PRODUCTO API DENSIDAD
RELATIVA60F/60F
AZUFRE
(%W)
Carga Fresca 23.3 0.9135 1.57
Nafta 55.1 0.7583 0.18
Aceite Cclico Ligero 15.8 0.96 2.54
Aceite Cclico Pesado 11 0.9929 2.79
Aceite Clarificado 11.1 0.9921 2.96
Fondo de la Fraccionadota 9 1.007 2.98Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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TABLA 23 TERCER ANLISIS UNIDAD DE HDT
PRODUCTO API DESNSIDAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta pesada de I y II 64.59 0.7216 0.0324
Nafta Hidrodesulfurada 65.41 0.7186 0.00063
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 24 TERCER ANLISIS UNIDAD DE CCR
PRODUCTO API DENSDIAD
RELATIVA
60F/60F
AZUFRE
(%w)
Nafta Hidrodesulfurada 65.4 0.7186 0.00063
Nafta de alto Octanaje 65.5 0.7180 0.00002
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
TABLA 25 TERCER ANLISIS UNIDAD DE HDS
PRODUCTO API DENSIDADRELATIVA
60F/60F
AZUFRE(%w)
Diesel de I y II 32.2 0.8649 1.038
Diesel Hidrodesulfurado 32.1 0.8649 0.89
Fuente: Refinera Estatal Esmeraldas Petroindustrial
Elaborado por: Karen Yohana Chila Angulo
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