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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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ANEXOS.
Anexo I. Libro de crudo del Arabia Ligero.
Anexo II. Banco de datos de crudos.
Anexo III. Clasificacin de crudos.
Anexo IV. Obtencin de datos.
Anexo V. Tutorial de refino.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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ANEXO I. Libro de crudo del Arabia Ligero.
CRUDO ARABIA LIGERO MUESTRA TOMADA A LA DESCARGA DEL B/T..
Fecha 05 de mayo de 1989 Hoja 1
PROPIEDAD UNIDAD NORMA CRUDO
Densidad relativa 15,5/15,5C
ASTM D 1298 0,8632
API
ASTM D 1298 32,42
Azufre % peso ASTM D 4294 1,8
Presin de vapor Reid psig ASTM D 5191 3,5
Punto de vertido C ASTM D 97 -21
Viscosidad a 20C cSt ASTM D 445 11,6
Viscosidad a 40C cSt ASTM D 445 6,7
Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 4,48
Sulfhdrico disuelto ppm REPSOL 6
Sulfhdrico evolucionado a 340C ppm REPSOL 70
Nitrgeno ppm Quimiluminiscencia -
Vanadio ppm ASTM D 1548 20
Nquel ppm Abs. Atmica 5,5
Nmero de Neutralizacin mgKOH/gr ASTM D 664 0,08
Agua por destilacin % vol ASTM D 4006 menor a 0,1
Hidrocarburos C1-C4 % peso Cromat. Gases
C2 0,02
C3 0,18
i C4 0,13
n C4 0,7
i C5 0,6
n C5 1,15
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 2
CURVA TBP
Curva TBP
Temperatura, C % vol
15 1,49
65 5,79
77 6,39
105 9,93
132 14,17
155 18,43
160 19,82
190 24,83
213 29,39
216 29,96
240 34,19
261 38,58
284 42,97
299 45,67
325 49,98
335 52,42
355 54,86
370 59,51
412 64,11
427 66,38
445 69,77
468 73,17
494 76,56
520 79,95
538 82,73
565 85,48
RECOMPOSICION CURVA TBP
Fraccin, C % vol % peso
LPG
C5-77 4,8 3,59
77-105 3,54 2,89
105-160 9,89 8,57
160-190 5,01 4,52
190-216 5,13 4,69
216-240 4,23 3,94
240-299 11,84 11,08
299-335 6,75 6,71
335-370 7,08 7,26
370-427 6,87 7,13
427-565 19,1 20,82
565+ 14,83 17,77
370+ 40,8 45,72
538+ 17,58 20,83
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 3
NAFTAS
PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO C
C5-77 77-105 105-160
Rendimiento s/crudo % vol
4,8 3,54 9,89
Rendimiento s/crudo % peso
3,59 2,89 8,57
Densidad relativa 15,5/15,5C
ASTM D 1298 0,6456 0,7047 0,748
API
ASTM D 1298 87,68 69,29 57,67
Azufre mercaptano ppm UOP 163 66 81 96
Azufre total % peso ASTM D 2622 0,006 0,01 0,028
Anlisis PIONA % vol Crom. PIONA
i-Parafinas
41,02 34,67 36,29
n-Parafinas
50,41 42,27 32,73
Naftenos
7,36 17,62 17,96
Aromticos
0,92 4,96 12,21
Total olefinas
0,29 0,48 0,74
Polinaftenos
0,02
Superior 299C
0,05
Numero de octano Research
ASTM D 2699
Numero de octano Motor
ASTM D 2700
Nmero de neutralizacin mgKOH/g ASTM D 947 0,01 0,02 0,02
Presin de vapor Reid psig ASTM D 5191 4,6 1,5 0,5
Destilacin C ASTM D 86
P. Inicial
34 75 108
5 % vol
39 81 117
10
41 83 120
20
43 85 123
30
46 86 125
40
48 87 128
50
50 89 130
60
53 91 133
70
57 93 137
80
61 95 141
90
67 98 147
95
71 100 153
P.Final
75 108 157
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 4
KEROSENOS
PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO C
160-190 190-216 216-240
Rendimiento s/crudo % vol
5,01 5,13 4,23
Rendimiento s/crudo % peso
4,52 4,69 3,94
Densidad relativa 15,5/15,5C
ASTM D 1298 0,7788 0,7892 0,804
API
ASTM D 1298 50,19 47,8 44,5
Azufre mercaptano ppm UOP 163 105 99 85
Azufre total % peso ASTM D 2622 0,063 0,095 0,16
Anlisis PIONA % vol Crom. PIONA
i-Parafinas
35
n-Parafinas
29,4
Naftenos
13,96
Aromticos
20,05
Total olefinas
0
Polinaftenos
1,06
Superiores a 200C
0,53
Monoaromticos % peso IP 391 22,9 23,42 19,18
Diaromrticos % peso IP 391 0,2 0,82 3,66
Poliaromticos % peso IP 391 0,03 0,03 0,08
Aromticos totales % peso IP 391 23,19 24,27 22,92
Aromticos (FIA) % vol ASTM D 1319
21,2 19,2
Punto de cristalizacin C ASTM D 2386 menor -60 -49 -39
Punto de humo mm ASTM D 1322 30 28 26
Viscosidad a 40C cSt ASTM D 445 0,93 1,17 1,56
Viscosidad a 50C cSt ASTM D 445 0,83 1,03 1,35
Numero de neutralizacin mgKOH/G ASTM D 947 0,05 0,03 0,06
Presin de vapor Reid psig ASTM D 5191 0,5
ndice de cetano
ASTM D 976
49,8
Punto de anilina C ASTM D 611 52,6 56,4 61,8
Destilacin C ASTM D 86
P. Inicial
152 180 210
5 % vol
161 185 212
10
163 187 213
20
165 190 215
30
166 191 217
40
168 193 218
50
169 194 219
60
171 195 220
70
173 197 222
80
175 200 223
90
178 203 225
95
182 208 228
P.Final
186 218 232
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 5
DESTILADOS MEDIOS Y PESADOS ATMOSFERICOS
PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO TEMPERATURA C
240-299 299-335 335-370
Rendimiento s/crudo % vol
11,48 6,75 7,09
Rendimiento s/crudo % peso
11,08 6,71 7,26
Densidad relativa 15,5/15,5C
ASTM D 1298 0,8331 0,8581 0,8839
API
ASTM D 1298 38,35 33,4 28,59
Azufre total % peso ASTM D 2622 0,74 1,36 1,99
Viscosidad a 40C cSt ASTM D 445 2,53 4,88 9,09
Viscosidad a 50C cSt ASTM D 445 2,11 3,85
Viscosidad a 100C cSt ASTM D 445
2,44
Monoaromticos % peso IP 391 15,7 14,5 13,4
Diaromrticos % peso IP 391 11,1 10,7 10,1
Poliaromticos % peso IP 391 0,12 1 4,81
Aromticos totales % peso IP 391 26,91 26,2 28,3
Punto de congelacin C ASTM D 97 -21 0 12
Punto de niebla C ASTM D 2500 -21 -2 13
POFF C IP 309 -23 -2 12
ndice de cetano
ASTM D 976 51,1 51,1 46,1
Nitrgeno ppm Quimiluminiscencia
330
Nitrgeno bsico ppm UOP 269
59
ndice de refraccin a 60C
ASTM D 1747
1,4783
Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530
MENOR A 0,1
Relacin C/H
Anal.Elemental
7,33
Nmero de neutralizacin mgKOH/g ASTM D 947 0,09 0,06 0,11
Destilacin C ASTM D 86
P. Inicial
241 290 326
5 % vol
248 299 334
10
250 301 338
20
252 303 340
30
254 305 341
40
256 306 342
50
259 307 343
60
261 309 345
70
264 311 347
80
268 314 350
90
274 317 356
95
278 319 367
P.Final
283 323 373
-
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 6
DESTILADOS A VACO
PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO TEMPERATURA C
370-427 427-565
Rendimiento s/crudo % vol
6,87 19,1
Rendimiento s/crudo % peso
7,13 20,82
Densidad relativa
15,5/15,5C ASTM D 1298 0,8959 0,9409
API
ASTM D 1298 26,44 18,89
Azufre total % peso ASTM D 2622 2,19 2,55
Punto de anilina C ASTM D 611 80,6 82,6
Nitrgeno ppm Quimiluminiscencia 554 1195
Nitrgeno bsico ppm UOP 269
346
Viscosidad a 40C cSt ASTM D 445 18,51 182,9
Viscosidad a 50C cSt ASTM D 445
97,9
Viscosidad a 100C cSt ASTM D 445 3,71 13,6
Punto de congelacin C ASTM D 97 21 39
Punto de niebla C ASTM D 2500 28
ndice de refraccin a 60C
ASTM D 1747 1,4852 1,5075
Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 0,11 0,84
Relacin C/H
Anal.Elemental
Nquel ppm Abs. Atmica menor a 0,3 menor a 0,3
Vanadio ppm Abs. Atmica menor a 0,4 menor a 0,4
Hierro ppm Abs. Atmica menor a 0,2 menor a 0,2
Cobre ppm Abs. Atmica menor a 0,2 menor a 0,2
Sodio ppm Abs. Atmica menor a 0,4 0,5
Asfaltenos % peso ASTM D 3279
0,03
Nmero de neutralizacin mgKOH/g ASTM D 947 0,13 0,08
Destilacin a vaco C ASTM D 1160
P. Inicial
306 380
5 % vol
376 439
10
381 445
20
385 455
30
388 461
40
389 470
50
390 481
60
392 498
70
394 506
80
396 521
90
398 528
95
401 549
P.Final
404 562
-
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CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 7
RESIDUOS ATMOSFRICOS Y DE VACO
PROPIEDAD UNIDAD NORMA INTERVALO
TEMPERATURA C
370+ 427+ 565+
Rendimiento s/crudo % vol
40,8 33,93 14,83
Rendimiento s/crudo % peso
45,72 38,59 17,77
Densidad relativa
15,5/15,5C ASTM D 1298 0,9673 0,9818 1,0343
API
ASTM D 1298 14,78 12,62 5,31
Azufre total % peso ASTM D 2622 3,22 3,41 4,41
Viscosidad a 40C cSt ASTM D 445
Viscosidad a 50C cSt ASTM D 445 468 1537
Viscosidad a 82,2C cSt ASTM D 445
15998
Viscosidad a 100C cSt ASTM D 445 42,28 85,75 3370
Viscosidad a 40C cp Brookfield
Viscosidad a 50C cp Brookfield
Viscosidad a 100C cp Brookfield
Punto de congelacin C ASTM D 97 9 12 mayor a 51
Residuo carbonoso % peso ASTM D 4530 9,37 11,31 23,78
Asfaltenos % peso ASTM D 3279 3,42 4,12 9,59
Nmero de neutralizacin mgKOH/g ASTM D 947 0,05 0,05 0,14
Nquel ppm Abs. Atmica 14 16 36
Vanadio ppm Abs. Atmica 44 52 112
Sodio ppm Abs. Atmica 0,08
Silicio ppm Abs. Atmica
Aluminio ppm Abs. Atmica
Nitrgeno ppm Quimiluminiscencia 2242
Nitrgeno bsico ppm UOP 269 548
Punto de niebla C ASTM D 2500
ndice de refraccin a 60C
ASTM D 1747
Penetracin 1/10 mm ASTM D 5
78
Anillo y bola C ASTM D 36
46,4
ndice de penetracin
NLT 181
-1,06
Fraaas C IP 80
Ductilidad cm NLT 126
-
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126
CRUDO ARABIA LIGERO Hoja 8
CROMATOGRAFA DE LA FRACCIN C5-160C
COMPONENTE % peso COMPONENTE % peso
Isobutano 0,02 Metilheptanos 6,76
n-butano 0,53 Dimetilciclohexano 0,73
Isopentano 3,85 Trimetilciclopentanos 0,36
n-pentano 7,99 Metiletilciclopentanos 0,87
2,2 dimetilbutano 0,05 n-octano 7,73
Ciclopentano 0,44 Dimetilheptanos 2,04
2,3 dimetilbutano 0,49 Trimetilhexanos 0,23
2 metilpentano 3,59 Trimetilciclohexanos 0,67
3 metilpentano 2,61 Metiloctanos 3,87
n-hexano 8,63 Propilciclopentano 1,17
2,2 dimetilpentano 0,05 Etilbenceno 1,37
Metilciclopentano 1,49 Etilciclohexanos 0,79
2,4 dimetilpentano 0,22 Etilmetilciclohexanos 0,57
Benceno 0,62 Naftenos C-9 0,82
Ciclohexano 1,1 p-xileno 0,6
2metilhexano 2,34 m-xileno 1,37
2,3 dimetilpentano 0,81 o-xileno 1,17
3 metilhexano 2,89 Isopropilbenceno 0,15
1,1 dimetilciclopentano 0,09 Propilbenceno 0,29
cis 1,3 dimetilciclopentano 0,32 Propilciclohexano 0,42
trans 1,3 dimetilciclopentano 0,34 i-nonano 0,11
3 etilpentano 0,24 n-nonano 5,69
trans 1,2 dimetilciclopentano 0,58 Dimetiloctano 0,28
n-heptano 8,63 Etilmetilbencenos 1,67
metilciclohexano 2,12 Metilnonano 0,94
dimetilhexanos 1,51 Isoparafinas C-10 0,55
etilciclopentano 0,05 Trimetilbenceno 0,56
trimetilciclopentanos 0,51 n-decano 0,33
Tolueno 2,57 Otros sin identificar 2,84
Metiletilpentano 0,37
-
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ANEXO II. Banco de datos de crudos.
Datos globales de los crudos.
CRUDO ORIGEN Densidad
kg/l API
Azufre % peso
Congelacin C
Viscosidad a 50C cSt
Metales mg/Kg
ALBA MAR DEL NORTE 0,9388 19,22 1,19 -30 126 47
AMNA LIBIA 0,8407 36,81 0,18 18 9 1
ARABIA LIGERO ARABIA 0,8592 33,19 1,91 -27 6 16
ARABIA MEDIO ARABIA 0,8680 31,52 2,47 -30 9 39
ARABIA PESADO ARABIA 0,8839 28,59 2,64 -30 14 56
ASHTART TUNEZ 0,8768 29,88 0,88 -12 9 29
BACHAQUERO 17 VENEZUELA 0,9611 15,73 2,54
277 363
BONNY LIGHT NIGERIA 0,8502 34,93 0,14 9 3 1
BONNY MEDIO NIGERIA 0,8967 26,30 0,20 -36 8 1
BOSCAN VENEZUELA 1,0004 9,94 5,28 24 14500 1810
BOURI LIBIA 0,8963 26,37 1,74 12 21 44
BRASS RIVER NIGERIA 0,8120 42,76 0,08 9 2 1
BRENT MAR DEL NORTE 0,8339 38,18 0,38 0 4 6
CAO LIMON COLOMBIA 0,8817 28,99 0,48 3 15 20
CASABLANCA ESPAA 0,8624 32,58 0,24 0 9 1
CONDENSADO ARGELIA 0,7224 64,37 0,00 -45 1 0,1
DJENO CONGO 0,8930 26,95 0,26 9 40 1
DUBAI DUBAI 0,8651 32,06 1,91 -30 6 30
DUC MAR DEL NORTE 0,8541 34,17 0,25 -27 5 1
EKOFISK MAR DEL NORTE 0,8324 38,49 0,20 -12 4 2
ES SIDER LIBIA 0,8450 35,96 0,42 3 6 8
ESCALANTE ARGENTINA 0,9127 23,53 0,19 3 250 4
FLOTTA MAR DEL NORTE 0,8396 37,03 1,02 -15 4 12
FORCADOS NIGERIA 0,8772 29,81 0,18 -12 7 1
FORTIES MAR DEL NORTE 0,8290 39,19 0,34 -3 3 4
HARDING MAR DEL NORTE 0,9405 18,95 0,65 -30 103 12
IRAN LIGERO IRAN 0,8564 33,73 1,59 -18 6 50
IRAN PESADO IRAN 0,8766 29,92 1,89 -30 9 92
ITSMUS MEXICO 0,8592 33,19 1,28 -36 6 64
KIRKUK IRAK 0,8506 34,85 2,26 -21 5 32
KOLE CAMERUN 0,8610 32,84 0,31 -9 6 9
KUWAIT KUWAIT 0,8675 31,61 2,41 -24 9 45
MAYA MEXICO 0,9252 21,44 3,17 -36 73 405
ORIENTE ECUADOR 0,8816 29,00 0,99 -1 14 81
OSSBERG MAR DEL NORTE 0,8453 35,90 0,24 -6 4 0
OSSO CONDENSADO MAR DEL NORTE 0,7912 47,34 0,09
2 0
PENNINGTON NIGERIA 0,8540 34,19 0,12 -15 3 0
QATAR MARINO QATAR 0,8423 36,49 1,47 -3 5 1
RESIDUO E4 RUSIA 0,9397 19,08 2,05 18 162 87
RESIDUO M100 RUSIA 0,9637 15,33 2,30
ROPOMARE ITALIA 0,9751 13,61 6,54 -3 1021 355
SAHARA BLEND ARGELIA 0,8033 44,65 0,14 -0,36 3 4
SARIR LIBIA 0,8388 37,19 0,15 24 15 2
SIBERIA LIGHT RUSIA 0,8495 35,07 0,65 -12 5 12
SOUEDIE SIRIA 0,9175 22,72 32,52 -33 35 192
SUEZ BLEND EGIPTO 0,8770 29,85 1,72 3 12 30
URAL LIGERO RUSIA 0,8634 32,39 1,41 -3 7 56
ZARZAITINE ARGELIA 0,8144 42,25 0,10 -6 3 2
ZUEITINA LIBIA 0,8222 40,60 0,30 6 3 1
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
128
Rendimientos de destilacin (% peso).
CRUDO LPG C5
77C 77
160C 160
240C 240
299C 299
335C 335
370C 370
538C 370+
C 538+
C
ALBA 0,14 0,22 1,52 5,44 10,29 7,48 7,15 31,63 67,76 36,13
AMNA 1,18 3,57 11,39 11,81 11,02 7,06 5,74 25,33 48,23 22,90
ARABIA LIGERO 1,03 4,41 11,78 14,73 8,93 6,71 6,69 23,63 45,72 22,09
ARABIA MEDIO 1,90 5,11 10,95 12,26 9,21 5,83 5,71 22,13 49,03 26,90
ARABIA PESADO 1,16 3,39 9,93 12,82 7,86 5,00 6,31 22,68 53,54 30,85
ASHTART 0,65 2,93 11,54 13,24 9,79 6,50 6,17 26,78 49,18 22,40
BACHAQUERO 17 0,57 1,04 2,66 5,29 5,31 6,68 7,45 27,35 71,02 43,67
BONNY LIGHT 1,36 4,04 14,07 15,99 15,20 11,77 6,93 21,40 30,64 9,24
BONNY MEDIO 0,40 1,78 6,58 13,76 19,11 11,79 8,71 27,72 37,87 10,15
BOSCAN 0,00 0,10 1,71 3,96 4,31 5,38 3,61 24,48 80,93 56,45
BOURI 0,52 2,16 7,81 10,60 10,14 5,11 6,64 28,21 57,02 28,81
BRASS RIVER 2,81 6,72 22,51 17,54 15,91 7,80 6,12 16,53 20,59 4,06
BRENT 2,62 5,37 15,76 14,20 11,67 6,90 5,78 24,13 37,70 13,58
CAO LIMON 0,10 1,04 8,70 3,56 12,96 7,66 6,72 27,67 49,26 21,59
CASABLANCA 1,01 1,70 11,00 14,67 12,76 8,43 5,41 29,62 45,02 15,40
CONDENSADO 4,95 26,12 36,87 20,44 11,62
DJENO 1,00 1,81 6,23 8,71 9,37 6,07 5,85 25,79 60,95 35,15
DUBAI 1,53 4,31 12,53 13,72 9,85 7,47 6,26 25,99 44,33 18,34
DUC 1,92 4,94 14,82 13,41 11,79 6,96 5,54 23,17 40,62 17,45
EKOFISK 1,58 6,29 15,55 14,52 9,82 7,12 6,95 22,05 38,17 16,12
ES SIDER 2,01 4,75 13,02 12,62 11,99 8,32 6,07 25,25 41,22 15,97
ESCALANTE 0,15 1,47 4,55 7,40 7,13 6,51 4,73 23,49 68,06 44,57
FLOTTA 2,94 5,56 15,27 13,89 12,02 8,89 5,51 19,07 35,92 16,85
FORCADOS 0,07 1,88 9,39 15,55 18,77 8,49 9,12 28,02 36,73 8,71
FORTIES 2,71 6,65 18,22 14,00 11,53 7,23 6,03 22,95 33,63 10,68
HARDING 0,22 0,19 0,77 5,61 12,12 7,69 8,23 34,18 65,17 30,99
IRAN LIGERO 1,64 4,77 13,40 13,86 9,16 7,24 5,79 24,85 44,14 19,29
IRAN PESADO 1,21 4,27 12,14 12,09 10,21 7,17 6,31 19,67 46,60 26,93
ITSMUS 1,24 3,53 13,49 14,46 9,97 7,07 3,73 25,24 46,51 21,27
KIRKUK 1,01 5,56 13,92 14,84 11,54 6,32 6,35 20,21 40,46 20,25
KOLE 1,57 3,61 14,36 14,16 12,00 6,72 5,94 22,69 41,64 18,95
KUWAIT 2,21 4,57 11,26 12,56 7,33 6,51 4,89 24,07 50,67 26,60
MAYA 0,73 2,58 8,28 10,27 7,65 4,06 4,75 20,15 61,67 41,53
ORIENTE 1,06 3,13 10,01 11,71 11,28 7,57 6,56 22,78 48,68 25,90
OSSBERG 1,46 4,49 14,32 14,18 11,65 7,46 7,09 23,16 39,35 16,19
OSSO CONDENSADO 6,34 10,50 24,14 15,38 13,27 5,66 4,47 15,96 20,24 4,28
PENNINGTON 0,47 3,02 13,31 20,37 22,06 8,99 5,99 21,10 25,80 4,69
QATAR MARINO 1,77 4,95 14,91 15,62 9,72 6,80 5,31 24,78 40,92 16,14
RESIDUO E4 0,00 0,00 0,56 2,59 6,47 5,70 7,70 41,71 76,98 35,27
RESIDUO M100 0,00 0,00 0,01 0,84 1,47 1,74 3,38 42,94 92,54 49,60
ROPOMARE 0,26 3,29 6,42 6,80 6,59 5,04 4,71 23,89 66,89 43,00
SAHARA BLEND 2,29 7,21 17,31 18,79 13,79 6,18 7,23 17,78 27,20 9,42
SARIR 1,90 3,47 11,24 11,58 11,37 5,79 4,03 26,21 50,62 24,41
SIBERIA LIGHT 1,49 4,79 13,22 14,25 11,25 6,88 6,70 23,39 41,42 18,03
SOUEDIE 0,30 3,34 8,17 8,73 7,74 5,51 5,72 23,72 60,49 36,77
SUEZ BLEND 1,40 3,64 10,59 11,42 10,10 7,24 5,78 23,67 49,83 26,16
URAL LIGERO 1,39 3,61 11,40 12,89 11,14 4,03 5,85 26,90 49,69 22,79
ZARZAITINE 2,47 6,30 17,50 14,68 11,66 7,23 6,82 20,45 33,34 12,89
ZUEITINA 1,64 4,53 17,89 17,42 12,33 7,61 5,69 17,11 32,89 15,78
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
129
Densidades de destilados y residuos (kg/l).
CRUDO C5
77C 77
160C 160
240C 240
299C 299
335C 335
370C 370
538C 370+
C 538+
C
ALBA 0,702 0,800 0,843 0,871 0,895 0,912 0,937 0,971 1,003
AMNA 0,658 0,735 0,784 0,821 0,834 0,844 0,876 0,912 0,956
ARABIA LIGERO 0,654 0,734 0,791 0,835 0,853 0,884 0,922 0,966 1,012
ARABIA MEDIO 0,655 0,734 0,792 0,833 0,865 0,888 0,931 0,988 1,040
ARABIA PESADO 0,657 0,732 0,794 0,841 0,858 0,887 0,925 0,989 1,045
ASHTART 0,679 0,756 0,812 0,848 0,868 0,884 0,912 0,959 1,015
BACHAQUERO 17 0,668 0,760 0,829 0,869 0,899 0,924 0,961 1,016 1,055
BONNY LIGHT 0,663 0,759 8,190 0,859 0,868 0,889 0,922 0,938 1,003
BONNY MEDIO 0,683 0,771 0,843 0,885 0,898 0,919 0,947 0,963 1,003
BOSCAN 0,715 0,774 0,829 0,884 0,903 0,924 0,963 1,035 1,069
BOURI 0,666 0,754 8,090 0,850 0,873 0,886 0,917 0,971 1,026
BRASS RIVER 0,668 0,757 0,807 0,852 0,861 0,876 0,905 0,923 1,001
BRENT 0,668 0,751 0,802 0,839 0,859 0,872 0,905 0,932 1,256
CAO LIMON 0,669 0,738 0,793 0,835 0,858 0,877 0,914 0,965 1,038
CASABLANCA 0,657 0,744 0,796 0,834 0,850 0,870 0,911 0,955 1,051
CONDENSADO 0,652 0,732 0,778 0,828
DJENO 0,658 0,750 0,813 0,852 0,871 0,882 0,909 0,949 0,981
DUBAI 0,661 0,747 0,803 0,850 0,871 0,897 0,930 0,978 1,054
DUC 0,662 0,751 0,829 0,864 0,885 0,900 0,933 0,954 0,954
EKOFISK 0,662 0,749 0,800 0,838 0,849 0,869 0,901 0,926 0,966
ES SIDER 0,660 0,744 0,801 0,837 0,853 0,874 0,905 0,937 0,993
ESCALANTE 0,678 0,738 0,796 0,841 0,862 0,878 0,911 0,961 0,988
FLOTTA 0,670 0,753 0,804 0,847 0,870 0,895 0,925 0,960 1,006
FORCADOS 0,667 0,764 0,833 0,876 0,887 0,904 0,930 0,946 0,990
FORTIES 0,667 0,756 0,807 0,844 0,860 0,881 0,914 0,939 0,991
HARDING 0,657 0,784 0,860 0,883 0,903 0,921 0,943 0,969 1,000
IRAN LIGERO 0,656 0,741 0,797 0,840 0,860 0,886 0,925 0,967 1,027
IRAN PESADO 0,668 0,749 0,800 0,844 0,886 0,894 0,936 0,990 1,039
ITSMUS 0,663 0,744 0,797 0,841 0,861 0,884 0,913 0,960 1,015
KIRKUK 0,665 0,738 0,794 0,833 0,858 0,882 0,915 0,972 1,028
KOLE 0,675 0,761 0,811 0,846 0,864 0,878 0,917 0,958 1,011
KUWAIT 0,653 0,734 0,794 0,836 0,860 0,884 0,925 0,981 1,037
MAYA 0,662 0,746 0,800 0,851 0,876 0,897 0,937 1,020 1,077
ORIENTE 0,651 0,745 0,806 0,843 0,869 0,885 0,916 0,976 1,037
OSSBERG 0,670 0,753 0,802 0,829 0,865 0,878 0,911 0,941 0,988
OSSO CONDENSADO 0,667 0,759 0,809 0,842 0,853 0,866 0,898 0,916 1,005
PENNINGTON 0,674 0,768 0,830 0,862 0,877 0,892 0,924 0,944 0,997
QATAR MARINO 0,657 0,739 0,793 0,837 0,854 0,875 0,913 0,950 1,012
RESIDUO E4
0,816 0,850 0,870 0,888 0,925 0,968 1,021
RESIDUO M100 0,747 0,728 0,802 0,834 0,858 0,875 0,921 0,974 1,025
ROPOMARE 0,668 0,730 0,794 0,852 0,892 0,926 0,978 1,082 1,133
SAHARA BLEND 0,657 0,737 0,798 0,834 0,854 0,864 0,895 0,917 0,959
SARIR 0,662 0,741 0,789 0,817 0,831 0,849 0,870 0,918 0,977
SIBERIA LIGHT 0,659 0,747 0,805 0,843 0,861 0,880 0,913 0,951 1,001
SOUEDIE 0,660 0,732 0,798 0,850 0,879 0,902 0,939 1,011 1,067
SUEZ BLEND 0,691 0,744 0,799 0,844 0,865 0,883 0,924 0,982 1,041
URAL LIGERO 0,665 0,743 0,803 0,846 0,858 0,875 0,917 0,956 1,007
ZARZAITINE 0,658 0,741 0,793 0,829 0,843 0,861 0,889 0,916 0,951
ZUEITINA 0,658 0,738 0,793 0,827 0,846 0,860 0,886 0,924 0,969
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
130
Contenido en azufre de fracciones y residuos (% peso).
CRUDO 160
240C 240
299C 299
335C 335
370C 370
538C 370+
C 538+
C
ALBA 0,09 0,25 0,58 0,82 0,99 1,56 2,05
AMNA 0,06 0,11 0,14 0,16 0,19 0,28 0,38
ARABIA LIGERO 0,14 0,94 1,59 2,01 2,63 3,41 4,23
ARABIA MEDIO 0,20 0,93 1,79 2,43 2,96 4,31 5,43
ARABIA PESADO 0,21 1,13 1,54 2,33 2,86 4,30 5,35
ASHTART 0,09 0,67 0,95 1,03 1,13 1,38 1,68
BACHAQUERO 17 0,25 0,64 1,22 1,85 2,05 3,20 3,63
BONNY LIGHT 0,02 0,08 0,13 0,17 0,22 0,31 0,53
BONNY MEDIO 0,03 0,10 0,17 0,25 0,29 0,36 0,56
BOSCAN 2,58 3,76 4,28 4,52 4,91 5,70 6,04
BOURI 0,12 0,90 1,48 1,67 1,89 2,61 3,30
BRASS RIVER 0,01 0,06 0,11 0,14 0,19 0,24 0,48
BRENT 0,02 0,10 0,32 0,44 0,59 0,83 1,26
CAO LIMON 0,02 0,13 0,27 0,41 0,60 0,83 1,13
CASABLANCA 0,01 0,07 0,16 0,28 0,35 0,44 0,60
CONDENSADO 0,02
DJENO 0,14 0,15 0,16 0,16 0,16 0,26 0,33
DUBAI 0,33 1,39 1,78 2,29 2,64 3,26 4,14
DUC 0,05 0,13 0,21 0,29 0,34 0,48 0,65
EKOFISK 0,01 0,06 0,14 0,24 0,33 0,44 0,60
ES SIDER 0,09 0,22 0,34 0,44 0,53 0,78 1,18
ESCALANTE 0,02 0,04 0,10 0,14 0,20 0,26 0,28
FLOTTA 0,10 0,51 0,97 1,35 1,55 2,17 2,86
FORCADOS 0,03 0,07 0,15 0,24 0,27 0,34 0,57
FORTIES 0,02 0,12 0,33 0,50 0,63 0,81 1,19
HARDING 0,03 0,12 0,34 0,58 0,66 0,87 1,11
IRAN LIGERO 0,14 0,78 1,26 1,83 2,17 2,94 3,93
IRAN PESADO 0,25 0,96 1,38 1,87 2,19 3,29 4,08
ITSMUS 0,09 0,67 1,02 1,42 1,65 2,30 3,18
KIRKUK 0,21 0,93 1,60 2,30 2,76 4,60 6,44
KOLE 0,06 0,18 0,26 0,31 0,40 0,58 0,78
KUWAIT 0,16 0,96 1,59 2,30 2,79 4,15 5,38
MAYA 0,62 1,77 2,15 2,56 2,96 4,46 5,19
ORIENTE 0,08 0,36 0,63 0,80 1,22 1,79 2,29
OSSBERG 0,02 0,09 0,20 0,25 0,39 0,51 0,68
OSSO CONDENSADO 0,02 0,08 0,15 0,16 0,20 0,31 0,67
PENNINGTON 0,04 0,08 0,14 0,21 0,23 0,28 0,47
QATAR MARINO 0,14 0,72 1,12 1,81 2,18 2,92 4,04
RESIDUO E4 0,36 0,98 1,32 1,57 1,83 2,31 2,88
RESIDUO M100 0,18 0,49 0,80 1,05 1,75 2,51 3,17
ROPOMARE 0,61 2,35 3,63 4,51 6,96 8,88 9,95
SAHARA BLEND 0,01 0,05 0,13 0,19 0,26 0,39 0,65
SARIR 0,01 0,06 0,12 0,15 0,18 0,26 0,34
SIBERIA LIGHT 0,03 0,22 0,48 0,74 0,97 1,29 1,68
SOUEDIE 0,38 1,66 2,47 2,85 3,37 5,05 6,14
SUEZ BLEND 0,19 1,02 1,41 1,71 2,12 2,79 3,40
URAL LIGERO 0,20 0,77 1,01 1,34 1,72 2,35 3,25
ZARZAITINE 0,01 0,04 0,07 0,10 0,15 0,24 0,46
ZUEITINA 0,11 0,24 0,31 0,35 0,40 0,62 0,87
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
131
Viscosidad a 100C de fracciones y residuos (cSt).
CRUDO 370-538 C 370+ C 538+ C
ALBA 12 72,9 92,1
AMNA 6 30,1 523
ARABIA LIGERO 7,2 37,4 729
ARABIA MEDIO 7,8 95,4 4814
ARABIA PESADO 7,6 119,4 5575
ASHTART 7,6 35,8 1300
BACHAQUERO 17 13,5 413,6 23407
BONNY LIGHT 8,4 18,1 1904
BONNY MEDIO 12,4 28,2 831
BOSCAN 13,8 1929 237944
BOURI 7,5 54,1 2764
BRASS RIVER 7,7 13,3 828
BRENT 7,6 20,9 390
CAO LIMON 8,5 64,5 29037
CASABLANCA 8 31,2 30250
CONDENSADO
DJENO 8,7 85,7 1605
DUBAI 9,8 50,2 8140
DUC 9,1 32 290
EKOFISK 7,2 23,2 232
ES SIDER 8 34,3 1836
ESCALANTE 9,8 172
FLOTTA 8,4 31,8 372
FORCADOS 10 19,6 448
FORTIES 7,7 19,2 471
HARDING 12,8 61,8 962
IRAN LIGERO 8,8 43 2373
IRAN PESADO 9,6 133,2 4563
ITSMUS 5,7 34,7 987
KIRKUK 7,8 52,9 1631
KOLE 9,8 52,6 1741
KUWAIT 8,7 83,2 3300
MAYA 8,5 992,6 152615
ORIENTE 9,1
OSSBERG 7,8 25,8 412
OSSO CONDENSADO 6,3
PENNINGTON 9 15 561
QATAR MARINO 5,4 17,3 462
RESIDUO E4 8,8 44,2 2028
RESIDUO M100 8,5 65,5 1784
ROPOMARE 11,1 18558
SAHARA BLEND 7,1 17,2 202
SARIR 4,5 32,1 8208
SIBERIA LIGHT 7,8 29,6 479
SOUEDIE 8,5 247
SUEZ BLEND 8,3 73,8 3223
URAL LIGERO 7,1 35,5 894
ZARZAITINE 7,6 18,3 179
ZUEITINA 5,4 20,2 148
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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ANEXO III. Clasificacin de crudos.
Viscosity Gravity Constant.
La constante Viscosidad Densidad viene definida por las siguientes
expresiones:
Donde V1 y V2 son las viscosidades a 100 C y a 210 C respectivamente en
Segundos Saybolt Furol.
El valor de VGC da una indicacin del carcter parafnico, naftnico o
aromtico del crudo.
Clasificacin del Bureau of Mines.
El Bureau of Mines de los EEUU aplica un sistema en funcin de la densidad
API de dos fracciones de destilacin a diferentes temperaturas (la N1 de 250 a 275 C
a 760 mm Hg y la N2 de 275 a 300 C a 40 mm de Hg) con lo que todos los crudos
pueden incluirse en nueve grandes grupos y de acuerdo con la siguiente tabla.
API de la Fraccin N1
API de la Fraccin N2 Base del crudo Fraccin N1
Fraccin N1
API 30 Parafnica Parafnica
API 29,9-20,1 Parafnica Intermedia
API 20 Parafnica Naftnica
API 30 Intermedia Parafnica
API 29,9-20,1 Intermedia Intermedia
API 20 Intermedia Intermedia
API 30 Naftnica Parafnica
API 29,9-20,1 Naftnica Intermedia
API 20 Naftnica Naftnica
Clasificacin de SACHANIN.
Sachanin propuso un sistema de clasificacin de crudos en nueve grupos
distintos en funcin del contenido en hidrocarburos parafnicos, naftnicos, aromticos
y en resinas y asfaltenos. Adicionalmente, cada tipo se divide en dos segn que su
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contenido en azufre es inferior a 0.5%, crudo no azufroso, o superior al 0.5%, crudo
azufroso. En la siguiente tabla visualizamos los distintos grupos.
Tipo Parafinas
% Naftenos
% Aromticos
% Resinas
%
1 Parafnico 75
2 Naftnico
70
3 Aromtico
50
4 Asfltico
60
5 Parafnico/Naftnico 60-70 20
6 Parafnico/Naftnico/Aromtico ~ ~ ~ ~
7 Naftnico/Aromtico
36 36
8 Naftnico/Aromtico/Asfltico > 25 > 25 > 25
9 Asfltico
36 36
Clasificacin de CREANGA.
Creanga desarrollo un sistema ms avanzado y que se basa en la utilizacin de
dos series de medidas experimentales. En primer lugar, los crudos se clasifican en
siete tipos bsicos utilizando unos parmetros estructurales que representan los
porcentajes de tomos de carbono que forman parte de estructuras parafnicas,
ncleos naftnicos y ncleos aromticos, definidos como %CP, %CN y %CA,
respectivamente. Estos parmetros pueden calcularse fcilmente a partir de medidas
experimentales, como son la densidad a 20 C (d), ndice de refraccin a 20 C (n) y
punto de anilina (PA), por medio de las ecuaciones siguientes:
La clasificacin principal de este mtodo se refleja en la siguiente tabla:
Tipo % CP % CN % CA % CP + % CN % CP + % CA
1 Parafnico 72
2 Parafnico/Naftnico 50
90
3 Parafnico/Aromtico 50
90
4 Parafnico/Naftnico/Aromtico 50 > % CA > 10
5 Parafnico/Aromtico/Naftnico 50 > 10 > % CN
6 Naftnico/Aromtico < 50 > % CA
7 Aromtico/Naftnico < 50
> % CN
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
135
Adicionalmente y teniendo en cuenta los resultados de una serie de medidas
experimentales, tales como C, contenido en parafinas solidas, r, contenido en
compuestos asflticos y resinas y contenido en azufre S se obtiene la siguiente serie
de subgrupos:
Subgrupo
Parafinoso % C 25
No parafinoso % C < 2
Ligeramente resinoso % r < 10
Resinoso % r 10 - < 25
Asfltico % r 25
No azufroso % S < 0,5
Azufroso % S > 9,5
-
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
137
ANEXO IV. Obtencin de datos.
Aspen Hysys necesita una serie de datos mnimos para poder simular correctamente
que describimos a continuacin como obtenerlos a partir de los datos que tenemos.
Nuestro crudo a tratar es un Arabia ligero con una gravedad API de 33.9 y de los datos
iniciales de los que disponemos es de la siguiente curva de destilacin TBP.
Figura V.1. Curva TBP de un crudo Arabia ligero.
Mediante datos que se pueden observar en esta grfica obtenemos los datos de peso
molecular, densidad API y viscosidad a dos temperaturas (100F y 210F) de la forma que
explicamos a continuacin.
Lo primero es dividir la curva en cortes, nos serviremos de los cortes ya marcados en el
grfico; el primero de los cortes (0-1,71%) refleja a los componentes ligeros del crudo y no lo
tendremos en cuenta ya que disponemos de la composicin de estos ligeros finales. Debemos
obtener la temperatura de ebullicin media de cada corte, dicha temperatura es la que trazando
una horizontal en el corte el rea que queda por encima de la curva sea igual a la que queda
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
138
por debajo. En la siguiente grfica se reflejan los cortes con las temperaturas de ebullicin del
corte y la fraccin media de destilado que ser la correspondiente a la de la temperatura de
ebullicin.
Figura V.2. Grafica TBP con temperatura ebullicin.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
139
Una vez que tenemos estos datos recogidos calculamos la densidad API de cada corte
entrando en la siguiente grfica bien con la temperatura de ebullicin o con el porcentaje de
destilado medio.
Figura V.3. Grfica caracterstica de un crudo Arabia ligero.
El siguiente paso es calcular la densidad relativa estndar (S) de cada corte aplicando
la siguiente frmula:
El factor de caracterizacin Kuop o factor de Watson Kw es un valor que se puede
considerar constante e indica la naturaleza del crudo. Para calcular el Kuop del crudo
calculamos el factor de Watson de cada corte y multiplicamos este valor por el peso en
porcentaje de cada corte y sumamos todos los valores.
Si: densidad relativa estndar de cada corte. Kw: factor de Watson. Tbi: temperatura de ebullicin de cada corte.
Para el clculo del peso molecular API recomienda la siguiente frmula establecida por Riazi:
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
140
Tambin existe el mtodo de Lee y Kesler para calcular el peso molecular:
)
El mtodo de Riazi se aplica a las fracciones cuya densidad relativa estndar es inferior
a 0.97 y el punto de ebullicin est por debajo de 840K. El de Lee y Kesler es aplicable a las
fracciones petrolferas en las que el peso molecular est comprendido entre 60 y 650.
El error medio de los dos mtodos es de 5% aproximadamente.
Asumiendo que el factor de Watson es igual a 12.02 obtenemos un valor para la
densidad relativa de nuestro crudo de 0.8556 y calculando la temperatura de ebullicin (650F)
y la formula de Riazi calculamos el peso molecular medio de nuestro crudo (282.62 Kg/Kmol).
Los pesos moleculares de cada fraccin sern calculados por la formula de Riazi, ya
que no superan el rango de aplicacin, excepto el corte nmero 9, que ser calculado por el
mtodo de Lee y Kesler.
Por ltimo debemos calcular las viscosidades dinmicas a dos temperaturas. Las
viscosidades de los lquidos a 100F y 210F sirven para caracterizar las fracciones petrolferas
y en especial las fracciones pesadas.
Cuando las viscosidades no son conocidas, es posible estimarlas por medio de las
relaciones propuestas por Abbot:
En estas ecuaciones la A representa a la densidad API y el resultado que obtenemos
es la viscosidad cinemtica y lo que nosotros necesitamos es la viscosidad dinmica o absoluta
que es igual a la viscosidad cinemtica multiplicada por la densidad. Debemos tener en cuenta
las unidades para poder obtener la viscosidad en centipoise y sabiendo que las formulas
anteriores dan el resultado en mm2/s.
Estas relaciones de viscosidad no deben utilizarse si Kw es menor de 10 y la densidad
API es menor a 0.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
141
Todos los clculos explicados hasta ahora pueden ser obtenidos mediante respectivas
grficas. En la tabla siguiente se reflejan los resultados obtenidos.
CORTE Interv.T (F) Interv.T (%) Xmedia (%) % Dest. Tb (F) Tb (K) API S
1 (-40)-50 0-1,71 0,855 1,71 5 258,15 - -
2 50-180 1,17-9 5,4 7,28 115 319,26 83 0,6597
3 180-210 9-12,17 10,5 3,17 199 365,93 67 0,7128
4 210-380 12,17-26,37 20 14,2 299 421,48 53,8 0,7636
5 380-520 26,37-35,46 30 9,09 456 508,71 44 0,8063
6 520-650 35,46-49,29 42 13,83 596 586,48 35 0,8498
7 650-750 49,29-60,14 54,8 10,85 700 644,26 27 0,8927
8 750-930 60,14-78,69 70 18,55 835 719,26 23,2 0,9147
9 930-1300 78,69-95 87,2 16,31 1115 874,82 16 0,9593
CORTE Kwi MW log 100 100 (mm2/s) V100 (cP) log 210 210 (mm
2/s) V210 (cP)
1 - - - - - - - -
2 12,60 75,34 -0,441 0,362 0,239 -0,465 0,343 0,226
3 12,21 97,58 -0,349 0,448 0,319 -0,524 0,300 0,214
4 11,94 127,11 -0,085 0,822 0,627 -0,356 0,441 0,337
5 12,04 185,52 0,259 1,816 1,464 -0,093 0,806 0,650
6 11,98 251,07 0,752 5,647 4,799 0,268 1,854 1,576
7 11,77 307,22 1,463 29,031 25,918 0,719 5,242 4,680
8 11,92 405,32 1,988 97,353 89,046 0,999 9,980 9,128
9 12,13 591,70 3,971 9357,802 8977,146 1,771 59,010 56,610
Tabla V.1. Datos y clculos de la TBP.
En las tablas que se muestran a continuacin se muestran los datos anteriormente
calculados resumidos, que sern los datos que requiere Aspen Hysys para la simulacin.
PROPIEDADES DEL CRUDO
COMPOSICION LIGEROS FINALES %VOL.
MW 282,62
PROPANO, C3 0,306
API Gravity 33,9
i-BUTANE, Ic4 0,224
n-BUTANE, Nc4 1,18
ENSAYO DE DESTILACION TBP
i-PENTANE, Ic5 0,954
% DESTILADO TEMPERATURA (F) MW
n-PENTANE,nc5 1,201
0,855 5 -
5,4 115 75,34
DATOS DE GRAVEDAD API
10,5 199 97,58
% DESTILADO API
20 299 127,11
10,5 67
30 456 185,52
30 44
42 596 251,07
54,8 27
54,8 700 307,32
70 23,2
70 835 405,32
87,2 16
87,2 1115 591,7
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DATOS DE VISCOSIDAD
% DESTILADO VISCOSIDAD A 100F (cP) VISCOSIDAD A 210F (cP)
10,5 0,319 0,214
20 0.627 0.337
30 1,464 0,650
54,8 25,918 4,680
70 89,046 9,128
Tablas V.2. Datos para introducir en la simulacin.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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ANEXO V. Tutorial de refino.
V.1.- Introduccin.
La simulacin de este tutorial de refino puede ser construida siguiendo los siguientes
pasos bsicos.
1. Crear un conjunto de unidades.
2. Elegir un paquete de propiedades (mtodo termodinmico).
3. Seleccionar los componentes no aceitosos.
4. Caracterizacin del crudo.
5. Crear y especificar las corrientes de crudo precalentado y vapor.
6. Instalar y definir las unidades de operacin en el tren antes del fraccionamiento.
7. Instalar y definir la columna de fraccionamiento del crudo.
V.2.- Simulacin en estado estacionario.
V.2.1.- Descripcin del proceso.
Este tutorial modela un proceso de fraccionamiento de crudo que consiste de un tren
de precalentamiento del crudo y una columna de destilacin atmosfrica de crudo de donde se
obtienen las corrientes productos.
El crudo precalentado es alimentado a un pre-flash, modelado como un separador,
donde el vapor es separado del crudo liquido. Este lquido es calentado posteriormente hasta la
temperatura de entrada en la columna en un horno, modelado como un calentador. El vapor del
pre-flash es combinado con el lquido calentado mediante un mezclador. La mezcla de las dos
corrientes es el alimento a la columna de separacin atmosfrica de crudo.
La columna de crudo es modelada como un Refluxed Absorber, equipado con tres
pump-around y tres stripper laterales.
La columna principal consiste en 29 platos ms un condensador parcial. La
alimentacin entra en la torre por el plato 28, mientras que vapor supercalentado es alimentado
por la ltima etapa.
V.2.2.- Establecer las preferencias.
La primera tarea es elegir las preferencias para la simulacin.
1. Abrimos el simulador Aspen Hysys y creamos un nuevo caso. Podemos ver la siguiente
pantalla.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
144
2. Desde el men Tools de la parte superior abrimos Preferences. la preferencia ms
importante que se debe elegir es el set de unidades. Hysys no te permite cambiar las
unidades que aparecen en la lista por defecto, pero puedes crear un nuevo set de
unidades por clonacin de una ya existente.
3. En la pestaa Variables, nos situamos en la pgina Units.
4. En el recuadro Available Unit Sets seleccionamos Field como set de unidades.
5. Haciendo clic en el botn Clone nos aparecer un nuevo set de unidades llamado por
defecto NewUser y es automticamente seleccionado como el conjunto de unidades
actual.
6. Renombramos este set de unidades, en el recuadro Unit Set Name, como refino.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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7. En este set de unidades si podemos cambiar las unidades y lo haremos en el cuadro
de Display Units. Los cambios que se realizan se recogen en la siguiente tabla.
Unidad antigua
Unidad nueva
Standard Density
lb/ft3 API_60
Mass Density lb/ft3 API
8. Los cambios de unidades se realizan haciendo clic sobre la unidad escrita para
desplegar la lista de posibles unidades y seleccionando la nueva unidad de dicha lista.
9. El nuevo set de unidades est definido. Cerramos la ventana de preferencias y nos
situamos en la ventana Simulation Basis Manager.
V.2.3.- Construyendo la simulacin.
Seleccin de componentes.
Antes de definir el paquete de fluido en Aspen HYSYS, se debe crear una lista de componentes
para el paquete de fluidos. En nuestro caso los componentes a definir en este paso sern los
componentes no aceitosos y ligeros finales, ya que el crudo ser creado posterior al paquete
de fluido. Los componentes sern introducidos desde la librera de
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
146
1. Clic en la tabla Components, despus clic en el botn Add. La lista de componentes
que aparece es la siguiente.
2. Hysys te da varias opciones para buscar e introducir los componentes: introduciendo la
formula, el nombre completo o un sinnimo, segn marquemos un botn u otro de los
tres que aparecen debajo de la celda Match. Para esta simulacin los componentes no
aceitosos y ligeros que se aadirn son: H2O, C3, i-C4, n-C4, i-C5 y n-C5.
3. Marcamos el botn Full Name/Synonym e introducimos el nombre de Water en la celda
Match.
4. Con el componente Agua seleccionado pulsamos en el recuadro de Add Pure para
aadirlo a la lista de componentes.
5. Otra forma de seleccionar los componentes es a travs del botn View Filters que se
encuentra a la derecha de la celda donde se introduce el nombre. Aqu nos aparecer
una serie de filtros para buscar los componentes por familia.
6. Clic en el recuadro View Filter y, en la nueva ventana que nos aparece, marcar la
opcin Use Filter primero y despus marcar la familia de los hidrocarburos.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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7. Introducimos los componentes que nos faltan. Se pueden introducir todos a la vez si
tenemos pulsada la tecla control del teclado a la vez que los vamos seleccionando de
la lista.
8. Por ltimo, cambiamos el nombre de la lista de componentes que Hysys pone por
defecto. Escribimos el nombre de Lista de Componentes Refino en el recuadro de la
parte inferior de la ventana.
9. Cerramos la ventana volviendo a la de la Simulacin Bsica.
Definicin del paquete de fluido o mtodo termodinmico.
El siguiente paso es definir el paquete de fluido. Un paquete de fluido contiene los
componentes y mtodos que hysys usara para sus clculos para un caso particular.
Dependiendo de lo que se requiera, el paquete puede incluir tambin otras informaciones,
como puede ser caracterizacin de un fluido de petrleo.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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1. Nos situamos en la pestaa Fluid Pkgs y pulsamos el botn Add para seleccionar el
paquete termodinmico. Aparecen una serie de pestaas en las que se puede
suministrar toda la informacin necesaria para definir completamente el paquete de
fluido.
2. Dentro de la primera pestaa seleccionamos el paquete Peng Robinson de la lista.
3. Al igual que para la lista de componentes Hysys da un nombre por defecto al crear este
paquete (Basis-1) que cambiaremos por el de Paquete Refino en el recuadro Name de
la parte inferior de la pantalla.
4. Debemos asegurarnos que este seleccionada la lista de componentes que hemos
creado (Component List Selection) para que el programa aplique este fluido a dicha
lista.
5. Cerramos la ventana para volver a la de Simulacin Bsica.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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Definicin del crudo.
El siguiente paso es crear y aadir el crudo, que ser creado como una mezcla de
pseudocomponentes.
En la simulacin se usaran los siguientes datos obtenidos del laboratorio.
Propiedades del crudo
MW 282.62
API Gravity 33.9
Ligeros finales % v/v
Propano 0.306
i-Butane 0,224
n-Butane 1.18
i-Pentane 0,954
n-Pentane 1.201
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Ensayo Destilacin TBP
% v/v Destilado Temperature (F) MW
0.855 5 -
5.4 115 75.34
10.5 199 97.58
20 299 127.11
30 456 185.52
42 596 185.52
54.8 700 307.32
70 835 405.32
87.2 1115 591.70
Datos de densidad API
% v/v Destilado API
10.5 67
30 44
54.8 27
70 23.2
87.2 16
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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Datos de Viscosidad
% v/v Destilado Viscosidad (cP) 100F Viscosidad (cP) 210F
10.5 0.319 0.214
20 0.627 0.337
30 1.464 0.650
54.8 25.918 4.680
70 89.046 9.128
El siguiente paso es la caracterizacin del crudo para convertir los datos de laboratorio en
pseudocomponentes, para ello Hysys dispone de la herramienta Oil Characterization.
1. Dentro de la ventana de Simulacin Bsica, abrimos la pestaa Oil Manager. El texto
de la derecha nos indica que antes de acceder al desarrollo del crudo debemos tener
en cuenta dos consideraciones, una es que el paquete de fluido este definido y
seleccionado y otra que dicho paquete sea capaz de manejar los componentes
hipotticos que se van a crear.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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2. Hacemos clic en el recuadro Enter Oil Environment.
3. Dentro de la ventana que nos ha aparecido nos situamos en la pestaa Assay y
pulsamos el recuadro Add para poder crear nuestro crudo.
4. En la pestaa desplegable de Assay Data Type seleccionamos la opcin TBP.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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5. Seleccionamos del men desplegable de ligeros finales la opcin Input Composition.
6. En la parte de la derecha marcamos el botn Light Ends y elegimos la opcin Liquid
Volume % de la pestaa desplegable para introducir la composicin de los ligeros
finales.
7. Rellenamos la tabla con la composicin.
8. Dentro del men desplegable de Bulk Properties elegiremos la opcin Used.
9. En el recuadro de Molecular Wt. Curve seleccionamos la opcin Dependent.
10. En el resto de pestaas desplegables elegiremos en todas la opcin Independent.
11. Seleccionando todo esto aparecen una serie de botones en la parte de la derecha, que
tendremos que ir seleccionando para introducir los datos del ensayo.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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12. Seleccionando el botn Bulk Props introducimos el peso molecular del crudo (282.62) y
la densidad API (33.9).
13. Antes de seguir introduciendo los datos del ensayo hay que elegir los mtodos de
extrapolacin que Hysys usara para los clculos. Dentro de la pestaa Calculation
Defaults elegimos Lagrange para todas las curvas.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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14. Volvemos a la pestaa Input Data, marcamos el botn Distillation y elegimos la opcin
Liquid Volume en el recuadro de Assay Basis.
15. Hacemos clic en el recuadro Edit Assay y nos aparecer una tabla donde
introduciremos los datos de porcentaje destilado y temperatura del ensayo TBP.
16. Pulsar Ok cuando se acabe de introducir los datos.
17. Seleccionamos el botn Molecular Wt y hacemos clic en Edit Assay e introducimos los
valores de los pesos moleculares del ensayo TBP.
18. Clic en Ok cuando se acabe de introducir los datos.
-
Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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19. Seleccionamos el botn Viscosity 1 y tambin seleccionamos el botn Use Both.
20. Clic en Edit Assay e introducimos los datos de viscosidad para la temperatura 1 (100 F)
y pulsar Ok cuando se hayan introducido.
21. Repetir estos dos ltimos pasos para introducir los datos de viscosidad para la
temperatura 2 (210 F).
22. Seleccionamos el botn Density y pulsamos Edit Assay para introducir los datos de
densidad API.
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23. Clic en Ok. El crudo est completamente definido mediante los datos del ensayo de
laboratorio.
24. Hacemos clic en el botn Calculate, que aparece en la parte inferior derecha, para que
Hysys haga los clculos.
25. La franja de color inferior, que antes era de color amarillo, ha cambiado a color verde
indicando que los clculos se han realizado con xito.
26. Hacemos clic en la pestaa Working Curves y observamos que con los datos
introducidos, Hysys ha calculado 50 puntos para cada una de las curvas.
27. Estos puntos se pueden ver de forma grafica en la pestaa Plots y seleccionando del
men desplegable la curva que queramos ver.
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28. Cerramos la ventana.
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Creacin de los pseudocomponentes y la mezcla.
Ahora que los datos han sido calculados el siguiente paso es cortar el ensayo en
pseudocomponentes individuales del petrleo.
1. Nos vamos a la pestaa Cut/Blend y hacemos clic en el botn Add.
2. En la lista de ensayos esta seleccionado el ensayo que hemos creado (Assay-1).
Pulsamos el botn Add.
3. Hysys ha calculado por si mismo los cortes basndose en sus opciones por defecto,
esta opcin se puede cambiar en la pestaa de la derecha (Cut Option Selection),
seleccionando otra opcin diferente a la que est marcada (Auto Cut).
4. Si nos situamos en la pestaa Tables podemos ver que Hysys ha creado 38
pseudocomponentes y ha calculado sus propiedades.
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5. Dentro de esta pestaa se pueden ver datos de inters que Hysys ha calculado
variando la opcin del men desplegable Table Type.
6. En la pestaa Property Plot se pueden ver los datos calculados, visto antes tabulados,
en forma de grafica y distribuido en volumen de lquido destilado, en masa o en moles.
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7. Otra de las pestaas interesantes a observar es la Composite Plot, aqu se compara la
grafica que Hysys ha calculado con la grafica que Hysys crea al introducir los datos.
8. Cuando se hayan observados todos los resultados cerramos la ventana para volver a la
de Caracterizacin del crudo.
Instalacin del crudo.
1. Nos situamos en la pestaa Install Oil.
2. En la celda Stream Name introducimos el nombre de la corriente que abastecer la
simulacin con la alimentacin de crudo (Crudo Precalentado).
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3. Ahora pulsamos el recuadro inferior derecho (Return to Basis Environment).
4. Si nos vamos a la pestaa de componentes y vemos nuestra lista de componentes
observaremos que se han aadido a la lista los pseudocomponentes.
5. Si volvemos a ver nuestro paquete de fluidos podremos observar que el nmero de
componentes que trata ha aumentado hasta 44 debido a los pseudocomponentes.
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V.2.4.- Entrando en el entorno de simulacin (PFD).
1. Pulsamos el recuadro Enter Simulation Environment y se puede observar la siguiente
imagen.
2. A la derecha se encuentra la paleta de objetos de donde se pueden introducir
corrientes, unidades de operacin, unidades lgicas, etc.
3. En el mapa de dibujo encontramos una corriente de material que fue creada durante la
instalacin del crudo.
4. Desde el men Tools, en la parte superior, seleccionamos el Workbook.
5. Aqu podemos ver la corriente creada y su composicin.
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V.2.5.- Instalando corrientes de alimentacin.
En general el primer paso en la simulacin es instalar y definir las corrientes de
alimentacin del proceso.
1. Introducimos la temperatura (450 F) y la presin (50 psia) de la corriente de
alimentacin en la pestaa Material Streams del Workbook.
2. Introducimos el caudal de la corriente (100000 barriles/da) en la celda Liquid Volume
Flow.
3. Como la composicin de la corriente qued definida en la creacin del crudo, la
corriente est completamente definida.
4. Ahora instalamos la corriente de vapor que ser utilizada de alimentacin por el fondo
de la torre.
5. Hacemos clic en la celda **New** del Workbook e introducimos el nombre de esta
corriente (Vapor de Fondo).
6. Introducimos la temperatura (375 F), presin (150 psia) y el caudal msico (7500 lb/h).
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7. Creamos una nueva corriente llamada Vapor Diesel e introducimos las condiciones de
temperatura (300 F), presin (50 psia) y caudal msico (3000 lb/h).
8. Para que ambas corrientes estn completamente definidas debemos definir su
composicin. Para ello nos situamos en la pestaa Compositions del Workbook.
9. Si introducimos el valor 1 en la composicin del agua para una de estas corrientes y
pulsamos intro nos aparece la siguiente ventana.
10. Esta corriente est compuesta solo de agua, pulsamos el recuadro Normalize para que
los dems valores marquen 0.
11. Hacemos clic en Ok para cerrar la ventana y realizamos la misma operacin para la
otra corriente creada.
12. Si cerramos el Workbook podemos ver que las corrientes creadas aparecen en el
entorno de simulacin.
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13. En Hysys se pueden introducir las corrientes de varias formas, otra de ellas puede ser
seleccionndola de la paleta de objetos.
14. Clic en la flecha de Material Stream de la paleta de objetos y despus clic en un punto
del entorno de simulacin para instalar la corriente.
15. Hacemos doble clic sobre la corriente instalada para abrir su hoja de datos e
introducimos la temperatura (300 F) y la presin. Cambiamos el nombre por el de
Vapor AGO.
16. Dentro de la pestaa Worksheet nos dirigimos a la pgina Composition.
17. Para especificar el caudal msico (2500 lb/h) pulsaremos el cuadro Edit y
seleccionaremos Mass Flows para especificar la composicin e introducimos el valor
en la celda del componente agua.
18. Pulsamos ok.
19. Cerramos la ventana de la corriente.
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V.2.6.- Instalacin de unidades de operacin.
El siguiente paso es instalar las unidades de operacin necesaria para procesar el crudo.
Instalando el separador.
La primera operacin es un separador para separar la alimentacin en dos corrientes, una
liquida y otra gas. Como los dems comando de Hysys instalar una operacin puede hacerse
de varias formas, una es desde el Workbook.
1. Clic en el icono de Workbook.
2. Abrimos la pestaa de Units Ops y hacemos clic en el recuadro Add UnitOp. Aparecer
una lista de unidades de operacin.
3. Dentro de la categora seleccionamos el botn Vessels y dentro de las unidades
disponibles seleccionamos Separator.
4. Clic en Add y aparecer la siguiente ventana.
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5. Cambiamos el nombre que viene por defecto (V-100) por el de PreFlash.
6. Ahora debemos conectarles las corrientes de entrada y de salida. La corriente de
entrada ser Crudo Precalentado que la seleccionaremos del men desplegable de la
matriz Inlets. Las corrientes de salida sern creadas ambas e introduciremos sus
nombres en los recuadros correspondientes: PreFlash Vapor en el recuadro Vapor
Outlet y PreFlash Liquido en el recuadro Liquid Outlet.
7. El separador est definido completamente.
8. Dentro de la pestaa diseo, abrimos la pgina Parameters y observamos el valor de
los parmetros para el equipo, que son todos aceptables para este caso.
9. Se pueden ver los resultados de los clculos que Hysys ha realizado para las
corrientes de salida en la pestaa Worksheet.
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10. Cerramos la ventana del PreFlash y observamos que el equipo instalado aparece en el
entorno de simulacin y tambin lo hace en el Workbook donde se refleja su nombre y
las corrientes de entrada y salida.
Instalacin del horno.
El horno para calentar la corriente liquida que sale del separador ser diseado como un
calentador.
1. Seleccionamos un Heater de la paleta de objetos (presionar F4 si la paleta no est
visible)
2. Introducimos el Heater en el PFD.
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3. Cambiamos el icono del calentador haciendo clic con el botn derecho del ratn sobre
l y seleccionando Chage Icon del men.
4. Seleccionamos el icono Wire Frame Heater 5 y pulsamos Ok.
5. Ahora aadimos las corrientes al calentador sirvindonos para ello del icono Attach.
6. Clic en el icono Attach.
7. Posicionamos el cursor en el final de la corriente liquida del separador y cuando este
visible la palabra Out hacemos clic y arrastramos hasta el calentador.
8. Con la opcin aun activada y poniendo el ratn sobre el horno aadimos una corriente
producto y una corriente de energa.
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9. Hacemos doble clic en el icono del horno y dentro de la ventana que nos aparece nos
situaremos en la pgina Conections de la pestaa de diseo.
10. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Horno.
11. Para que el horno este completamente definido hara falta especificar la perdida de
carga (10 psi) y el calor absorbido en la pgina Parameters.
12. Especificando la temperatura de la corriente de salida Hysys calcula el calor, pero esta
temperatura no es conocida.
13. Este equipo y su corriente de salida quedaran definida cuando instalemos el mezclador
del cual si sabemos a que temperatura tiene que salir la corriente.
14. Cambiamos el nombre de la corriente de salida por el de Crudo Calentado.
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Instalando el mezclador.
La siguiente unidad es un mezclador utilizado para unir las corrientes de Crudo Calentado y
PreFlash Vapor.
1. Seleccionamos el Mixer de la paleta de objetos y lo posicionamos en el PFD.
2. Unimos las corrientes de entrada de algunas de las formas explicadas con anterioridad.
3. Creamos una corriente producto llamada Alimentacin Torre.
4. En esta corriente introducimos la temperatura de entrada a la torre (650 F).
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5. Al marcar la temperatura de esta corriente Hysys ha calculado la corriente anterior y el
calor necesario en el horno.
Instalacin de una corriente de energa.
1. Seleccionamos Energy Streams de la paleta de objetos.
2. La introducimos en el PFD y le cambiamos el nombre por el de Q-Alimentacin.
Instalacin de la columna.
Hysys tiene un numero de columnas predefinidas que tu puedes instalar y operara cambiando
los nombres de las corrientes, el numero de etapas y las especificaciones por defecto, y aadir
equipos laterales o auxiliares. Para este caso la columna elegida es un Refluxed Absorber con
un condensador total.
1. Nos dirigimos al men de preferencias de Hysys desde la pestaa superior Tools.
2. Dentro de la pgina de opciones debemos comprobar que est marcada la opcin Use
Input Experts.
3. Cerramos la ventana e instalamos el Refluxed Absorber desde la paleta de objetos.
4. Si hacemos doble clic en la figura nos aparecer la ventana para definir la torre que
est dividida en 4 pasos.
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5. Introducimos el numero de etapas en #Stages como 29 platos tericos.
6. En la matriz Optional Inlet Streams debemos introducir las corrientes de alimentacin la
torre (Alimentacin Torre y Q-Alimentacin) y seleccionar el plato de entrada (ambas
en el plato 28).
7. Como corriente de entrada de cola (Bottom Stage Inlet) debemos seleccionar el vapor
que entrara por cola (Vapor Fondo).
En el condensador vemos que por defecto es de tipo parcial y aparecen dos corrientes
de salida, una vapor y otra liquida. En nuestro caso dejaremos esta opcin por defecto y la
corriente vapor no tendr caudal. Tendremos dos corrientes en fase liquida, una de
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hidrocarburos y otra de aguas. Todas las corrientes productos debern ser creadas
introduciendo sus nombres en los recuadros correspondientes.
8. Introducimos las corrientes Off Gas y Nafta en los recuadros de Ovhd Outlets.
9. En la tabla Optional Side Draws introducimos la corriente Agua y especificamos el tipo
de corriente (Type W) y la etapa de salida (Condensador).
10. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Torre Atmosfrica.
11. En la pestaa de liquido de cola (Bottoms Liquid Outlet) introducimos la corriente
producto Residuo.
12. En la pestaa de Condenser Energy Stream introducimos el nombre de Q-
Condensador.
13. Hysys te da la opcin de numerar las etapas de arriba abajo (Top Down) o de abajo
arriba (Bottom Up) en los botones de Stage Numbering.
14. La primera pgina est completamente definida y por lo tanto aparecer visible el
recuadro Next para avanzar a la siguiente pgina de la configuracin de la torre. Clic en
Next.
15. En esta pgina se van a estimados de presin del equipo: 19.7 psia en la presin del
condensador, 9 psi en la perdida de presin del condensador y 32.7 en la presin de la
etapa de salida.
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16. La pgina est completamente definida y hacemos clic en Next.
17. La siguiente pgina sirve para introducir estimaciones opcionales de valores de
temperaturas, Hysys normalmente no requiere de estimaciones para producir la
convergencia de la columna, obtiene resultados buenos en una rpida solucin.
Introduciremos los siguientes valores: 100 F en el condensador, 250 F en Top Stage
y 700 F en Bottom Stage.
18. Clic en Next para avanzar hasta la ltima pgina de definicin de la torre.
19. En general una torre de este tipo con un condensador parcial tiene dos grados de
libertad y Hysys proporciona dos especificaciones por defecto, el ratio de vapor y el
ratio de reflujo, que es lo que nos aparece en esta ultima pgina.
20. De la pestaa desplegable de Flow Basis elegimos la opcin Volume.
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21. Introducimos los valores de 0 para el ratio de vapor y 1 para el ratio del reflujo.
22. Hacemos clic en el recuadro Done y nos aparecer la siguiente ventana.
El estatus se muestra en color rojo, lo cual indica que la torre aun no est
completamente especificada para su simulacin.
23. Seleccionamos la pgina Monitor de la pestaa Diseo de la columna. Esta pgina
muestra el estado de la columna y se calcula y actualiza la informacin con cada
iteracin. Tambin puedes cambiar los valores de especificaciones, y activar o
desactivar las especificaciones utilizadas por el solucionador de la columna. Esta
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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pgina nos muestra los grados de libertad y marca que actualmente es 1, con lo cual
necesitamos una especificacin. Como ya se dijo antes la columna genera dos grados
de libertad y requiere de dos especificaciones activas. En nuestro caso se ha creado un
tercer grado de libertad al crear la corriente Q-Alimentacin, ya que es desconocida su
especificacin. Hysys no ha creado ninguna especificacin para este grado de libertad
y tenemos la necesidad de crearlo.
24. Nos dirigimos a la pgina Specs para introducir la especificacin que nos falta.
25. En el recuadro Column Specifications, borramos las especificaciones Reflux Rate y
Btms Prod Rate.
26. Hacemos clic en Add y de la lista que aparece seleccionamos Column Draw Rate y clic
en el botn Add Spec(s).
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27. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el de Waste H2O y no har falta ms
informacin ya que esta especificacin estimara su valor cuando simulemos la torre.
Tenemos ahora 0 grados de libertad.
Instalacin de los equipos laterales.
1. Nos situamos ahora en la pgina Side Stripper de la pestaa Side Option.
2. Hacemos clic en el recuadro Add para aadir un stripper lateral.
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3. Cambiamos el nombre por KeroSS.
4. Introducimos la etapa de extraccin (Draw Stage) en la etapa 9 y la etapa de
reintroduccin (Return Stage) en la etapa 8.
5. En Flow Basis marcamos el botn Std Ideal Vol.
6. Debemos crear una nueva corriente producto (Keroseno) en Product Stream en el cual
debemos introducir un valor aproximado de caudal. Este valor se calcula fijndonos en
los valores que Hysys nos dio al principio de la composicin de nuestro crudo. El valor
que nos daba era de 0.069, esto multiplicado por el caudal de alimentacin hace que
este valor sea de 7000 barril/da aproximadamente. Este valor es introducido en la
celda Draw Spec.
7. El equipo est completamente definido y hacemos clic en el recuadro Install.
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8. Cerramos la ventana y observamos un resumen de la informacin del equipo que
hemos instalado.
9. Siguiendo los mismos pasos instalamos dos stripper laterales ms. Las siguientes
figuras recogen toda la informacin a introducir.
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10. Nos dirigimos a la pgina Monitor y vemos las nuevas especificaciones que Hysys ha
creado. La instalacin de los equipos laterales ha creado 4 grados de libertad y Hysys
ha creado 3 especificaciones de caudal producido y una especificacin adicional para
el hervidor que se crea en el stripper del Keroseno. Actualmente tenemos 7 grados de
libertad y debemos de tener 7 especificaciones activas.
Instalacin de los Pump Arounds.
1. Desde la pestaa Side Ops seleccionamos la pgina Pump Arounds.
2. Hacemos clic en Add y nos aparece una ventana para introducir los datos.
3. En la pestaa Return Stage marcamos la etapa 1.
4. En la pestaa de Draw Stage seleccionamos la etapa 2.
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5. Hacemos clic en Install y aparece la siguiente ventana.
6. Cada Pump Around tiene dos especificaciones asociadas a l. Por defecto hysys
marca estas especificaciones como el ratio de circulacin y la diferencia de
temperatura. En este caso cambiaremos la especificacin de la temperatura por la de
calor.
7. Introducimos el valor de la primera especificacin como 5000 barril /da.
8. Hacemos doble clic en el nombre de la segunda especificacin y nos aparecer otra
ventana, donde seleccionaremos Duty del men desplegable de Spec Type.
9. En el valor de la especificacin introducimos -55e6 Btu/h.
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10. Cerramos la ventana y volvemos a la ventana anterior. El resto de datos es calculado
por el resolvedor de la columna.
11. Cerramos la ventana.
12. Creamos dos Pump Around mas siguiendo los pasos anteriores. En las siguientes
figuras se reflejan los datos introducidos.
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13. Volvemos a la pgina Monitor. Observamos que Hysys ha creado 6 nuevas
especificaciones ya que la adicin de los pumpa round ha creado 6 nuevos grados de
libertad (13 en total). Debemos tener 13 especificaciones activas.
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Aadiendo especificaciones a la columna.
La pagina Monitor nos muestra que los grados de libertad son 0 y que la columna esta
lista para ser resuelta. Sin embargo el estatus sigue de color rojo, lo cual nos indica que alguna
de las especificaciones deben ser cambiadas. Reemplazaremos las especificaciones
WasteH2O Rate y KeroSS BoilUp.
1. Nos situamos en la pgina Specs.
2. Pulsamos el botn de Add y seleccionamos Column Liquid Flow y hacemos clic en Add
Spec(s).
3. Cambiamos el nombre que viene por defecto por el nombre de Overflash. En la celda
de Stage seleccionaremos la etapa 27. Un valor tpico para este tipo de especificacin
es un 3-5% del total de la alimentacin de la columna en este caso marcaremos el
3.5% y ser 3500 barril/da.
4. Cerramos la ventana y la especificacin habr sido aadida.
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5. Pulsamos el botn Add y seleccionamos Column Duty y hacemos clic en Add Spec(s).
6. Cambiamos el nombre por defecto por el de Kero Reb Duty.
7. En la celda Energy Stream seleccionamos Kero_SS_Energy@COL1.
8. En la celda de Spec Value introducimos 7.5e6.
9. Cerramos la ventana.
Simulando la columna.
1. Seleccionamos la pgina Monitor para ver la matriz de especificaciones. Los grados de
libertad son cero, la columna esta lista para ser calculada, pero un valor para la
especificacin del ratio de destilado de nafta debe ser supuesto inicialmente. Hay
algunas especificaciones que actualmente estn activas y t quieres usar solo como
estimacin y viceversa.
2. En el Specified Value para Distillate Rate introducir 2e4.
3. Activar la especificacin Overflash seleccionndola como activa.
4. Activar la especificacin Kero Reb Duty.
5. Activar la especificacin Vap Prod Rate.
6. Desactivar la especificacin Reflux Ratio.
7. Desactivar la especificacin Waste H2O Rate.
8. Desactivar la especificacin KeroSS BoilUp Ratio.
9. Hysys empieza a calcular y la informacin va apareciendo en la siguiente figura con
cada iteracin.
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10. Hacemos clic en la pestaa Performance y seleccionamos la pgina Column Profiles o
Feed/Products para ver ms detalles de cada etapa.
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Perfiles de temperatura de las corrientes productos.
1. Nos situamos en la pgina Plots dentro de la pestaa Performance.
2. Seleccionamos la propiedad de temperatura en el primer recuadro y en el segundo
seleccionamos Boiling Points Assay.
3. Hacemos clic en View Graph.
4. Hacemos clic en el recuadro Profile Data Control.
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5. Seleccionamos el botn Multi Tray y aparece una matriz con las etapas del proceso,
donde tenemos que seleccionar las etapas que queremos ver.
6. Activamos las etapas: condenser, 29_Main TS (Residue), KeroSS_Reb (Kerosene),
3_DieselSS (Diesel) y 3_AGOSS (AGO).
7. Del men desplegable inferior seleccionamos la opcin TBP.
8. Marcamos los botones de Liquid Vol y Light Liquid.
9. Cerramos la ventana y podemos ver las curvas.
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10. Cerramos la ventana para volver a la ventana de datos de la columna.
Movindose dentro del diagrama de flujo de la columna.
1. Hacemos clic en el recuadro inferior Column Environment.
2. Vemos un sub-diagrama de flujo de la columna.
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3. Para ver el diagrama de esta forma hemos personalizado la columna.
4. Teniendo seleccionada la columna, pulsamos el botn derecho del ratn y
seleccionamos la opcin Show Trays.
5. En la ventana que aparece marcamos el botn Selected Expansion y hacemos clic en
el recuadro Check All para marcar y que aparezcan en el PFD todos los platos.
6. Ahora desmarcamos las etapas que no nos interesa ver de la lista Selected control.
7. Del men Tools seleccionamos la opcin Auto Position All y Hysys recolocara el PFD.
8. Haciendo clic en el icono del Workbook podemos ver las propiedades de todas las
corrientes de materia y energa y unidades de operacin.
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9. Pulsamos el icono Enter Parent Simulation Environment para volver al PFD de la
simulacin completa.
10. Si utilizamos la opcin de autoposicionar tendremos el diagrama de flujo como se
muestra en la figura.
V.2.7.- Viendo y analizando resultados.
Los resultados calculados para cada equipo y para las corrientes de entrada y salida
se pueden ver usando el Workbook.
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Otra forma que ofrece Hysys para poder ver los resultados es usar el Object Navigator,
para ver un equipo, corriente u operacin en particular.
1. Si pulsamos este botn nos aparece la siguiente ventana.
2. Desde aqu puedes seleccionar lo que deseas buscar para ver sus resultados.
3. Por ejemplo, si queremos ver el resultado de una corriente marcaramos el botn
Streams y de la lista seleccionaramos la corriente la corriente de la cual queremos ver
los resultados y pulsamos el recuadro View.
V.2.8.- Instalando curvas de puntos de ebullicin.
Previamente se han visto los puntos de ebullicin de las corrientes productos usando la
pestaa Plots. Tambin se pueden ver las curvas para una corriente producto usando la
herramienta Aspen HYSYSBP Curves Utility.
1. Abrimos el Navigator.
2. Seleccionamos el botn Streams.
3. De la lista seleccionamos Keroseno.
4. Hacemos clic en el botn View.
5. En la ventana que aparece nos situamos en la pgina Utilities de la pestaa
Attachments y hacemos clic en Create.
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6. Seleccionamos la opcin Boiling Point Curves y hacemos clic en aadir utilidad.
7. En la ventana que nos aparece cambiamos el nombre por el de Keroseno Curva BP.
8. Para ver los resultados abrimos la pestaa Performance para ver la matriz de datos.
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9. Seleccionamos la pgina Plots y aparecen estos datos graficados.
10. Cerramos la ventana.
11. Las siguientes graficas reflejan las curvas TBP de las dems corrientes productos.
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V.2.9.- Usando el Databook.
La herramienta databook de Hysys nos servir para poder ver diferentes resultados de
nuestras variables ms importantes al cambiar el escenario de simulacin. Estos resultados se
pueden ver de forma tabular o grafica. Para abrirlo lo seleccionamos del men desplegable
Tools.
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El primer paso es aadir las variables al databook dese la pestaa Variables. En este
ejemplo la especificacin Overflash ser variada y examinada para investigar sus efectos en
las variables siguientes:
D1160 Boiling Temperature para el 5 % del volumen del punto de corte de la corriente
de Residue.
Corriente de calor de la corriente Trim Duty.
Ratio de reflujo de la columna.
1. Hacemos clic en el recuadro Insert.
2. Seleccionamos el botn UnitOps.
3. Seleccionamos Torre Atmosfrica de la lista de objetos y Reflux Ratio de la lista de
variables.
4. Clic en Add y la variable aparece en el Databook y tambin en el Navigator.
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5. Para introducir las otras dos variables nos fijamos en las siguientes figuras.
6. El nombre de la variable puede ser cambiado en el recuadro inferior de la ventana.
7. Cerramos la ventana y observamos las variables que se han introducido.
8. El siguiente paso es crear una tabla de datos. Nos situamos en la pestaa Process
Data Tables.
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9. Hacemos clic en Add y Hysys creara una tabla de datos en la que cambiaremos el
nombre por defecto por el de Variables Llaves.
10. Marcamos las tres variables para que aparezcan en la tabla creada.
11. Hacemos clic en el recuadro View y observamos la tabla que Hysys ha creado.
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Hysys. Destilacin Atmosfrica de crudo Petrolfero. Miguel ngel Garca Gallego
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12. Supongamos que quieres hacer algunos cambios en la simulacin pero te gustara
recordar los valores de algunas variables antes de hacer estos cambios, t puedes
usar el Databook para ello. Nos situamos en la pestaa Data Recorder.
13. Clic en el botn Add y Hysys crea un escenario llamado Scenario 1
14. Activamos las tres variables.
15. Hacemos clic en Record y aparecer una nueva ventana para darle un nombre a este
primer estado de la simulacin.
16. Cambiamos el nombre por el de 3500 O.F. y pulsamos OK.
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17. Marcamos ahora el botn Table y hacemos clic en View.
Cambiando la especificacin Overflash.
1. Clic en Object Navigator.
2. Marcamos el botn UnitOps.
3. Seleccionamos Torre Atmosfrica y hacemos clic en View.
4. Nos vamos a la pgina Monitor de la pestaa de diseo.
5. Cambiamos el valor de la especificacin por 1500 barril/da y Hysys automticamente
recalcula el sistema.
6. Guardamos estos datos en otro estado en el databook.
7. En la siguiente figura se muestran el valor de las variables de diferentes estados para
el escenario 1.
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V.3.- Simulacin Dinmica.
En este tutorial la capacidades dinmicas de aspen Hysys sern incorporadas dentro
del caso bsicos del modelo de refino.
Un simple fraccionador facilita productos como nafta, keroseno, diesel, gas oil, residuo
atmosfrico a travs de la alimentacin de un crudo pesado. En este tutorial el crudo
precalentado fue alimentado a un separador de fases para separar el lquido del vapor. El
lquido fue calentado en un horno y vuelta a combinar con el vapor. La combinacin de ambas
corrientes sirvi de alimentacin a una columna de fraccionacin atmosfrica. En la parte
dinmica de este tutorial solo consideraremos la columna de crudo. Es decir, eliminaremos el
tren de precalentamiento del diagrama de flujo.
V.3.1.- Simplificar el diagrama de flujo en estado estacionario.
1. Continuamos con el caso tal y como lo hemos dejado en el apartado de anlisis de
resultados de la parte esttica.
2. Seleccionamos Preferences en el men Tools.
3. Nos dirigimos a la pgina Dynamics de la pestaa Simulation.
4. Marcar las opciones que aparecen en la imagen.
5. Nos vamos a la pestaa de variables y seleccionamos la pgina de Units.
6. En Available Unit Sets seleccionamos SI.
7. Cerramos la ventana.
8. Aadimos una corriente de material al PFD.
9. En el nombre de la corriente escribimos Store. Esta corriente ser utilizada para
almacenar la informacin de la corriente de alimentacin a la torre.
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10. Hacemos clic en el botn de la parte inferior Define from Other Stream.
11. En el grupo de Available Streams seleccionamos la corriente Alimentacin Torre.
12. Hacemos clic en Ok y copiara la informacin de la corriente Alimentacin Torre a la
nueva corriente creada (Store).
13. Cerramos la ventana.
14. Borramos las corrientes y unidades de operacin anteriores a la alimentacin de la
torre. Despus de borrar todo esto la corriente Alimentacin Torre no est especificada
completamente.
15. Abrimos la ventana de propiedades de la corriente Alimentacin Torre.
16. Pulsamos el botn Define from Other Stream.
17. Seleccionamos la corriente Store y hacemos clic en Ok.
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18. Cerramos esta ventana y borramos la corriente Store.
19. Guardamos el caso y tenemos en cuenta que este seleccionado el botn Standard
Windows file picker de la pestaa Files de la seccin de preferencias.
V.3.2.- Definiendo tamao de los equipos y la columna.
Tamao de la columna de fraccionamiento.
1. Abrir la ventana de propiedades de Utilities pulsando CTRL U.
2. Bajamos por la lista hasta la opcin Tray Sizing.
3. Hacemos clic en Add Utility.
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4. Cambiar el nombre por el de Main TS.
5. Clic en el botn Select TS.
6. En la lista de Flowsheet seleccionamos Torre Atmosfrica y en la lista de objetos
seleccionamos Main TS. Y pulsamos Ok.
7. En la lista Use Tray Vapour seleccionamos Always Yes.
8. Hacemos clic en Auto Section, por defecto aparecer seleccionada el tipo Valve.
9. Dejamos el valor por defecto y hacemos clic en Next.
10. Dejamos los valores que aparecen y hacemos clic en Complete AutoSection.
11. Aspen calcula el tamao de los platos basndose en los parmetros de las corrientes
del estado estacionario y del tipo de plato que queramos. Tres secciones han
aparecido una seccin que incluye los platos del 1 al 25, otra que incluye los platos 26
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y 27, y otra que incluye los platos 28 y 29. Ya que hay tres tipos de condiciones de flujo
volumtrico tres secciones de tamao de plato son necesarias.
12. Nos dirigimos ahora a la pgina Specs de la pestaa de diseo.
13. Ahora nos vamos a la pestaa Performance y seleccionamos la pgina Results para
ver la dimensin y la configuracin de los platos de las diferentes secciones. Debemos
recordar los datos que se recogen en la siguiente tabla.
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Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3
Dimetro (m) 5,486 3,962 3,353
Distancia entre platos (mm) 50,8 50,8 50,8
Distancia entre poros (mm) 609,6 609,6 609,6
Numero de lneas de flujo 2 2 2
Altura total (m) 8,594 5,545 5,805
Max. DP/Plato (kPa) 0,893 0,916 0,641
14. El numero de flujo es dos por tanto la longitud actual es la altura total dividida entre dos
(4.297 m.).
15. Confirmamos la mxima prdida de presin por plato y el nmero de platos de la
columna, la prdida de presin total de la columna ser el nmero de platos por la
mxima perdida de presin de plat
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