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DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA Y AL VACÍO EN LA INDUSTRIA DEL
PETRÓLEO
Ricardo P. Rodrigo R. y Alexis R. Velásquez Barrios1
Departamento de Postgrados. Facultad de Ingeniería, Arquitectura, Arte y Diseño.
Especialización en Ingeniería de Procesos de Refinación y Petroquímicos Básicos.
Universidad de San Buenaventura – Seccional Cartagena. Cartagena D. T y C., 2012.
E- mail: [email protected] - [email protected]
Recibido: Noviembre 27 de 2012
Aprobado: Febrero 27 de 2013
RESUMEN
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que comúnmente se encuentran en la
naturaleza en forma de una mezcla homogénea llamada petróleo. La explotación del
petróleo para comercializar hidrocarburos y sus derivados es una actividad económica muy
importante ya que éstos son usados como combustibles y son la base de la industria
petroquímica.
El proceso de fraccionamiento del petróleo es llevado a cabo en plantas conocidas como
refinerías. Dentro de las refinerías, la operación unitaria usada para la separación del
petróleo en varias fracciones es la destilación. Este proceso es llevado a cabo en equipos
conocidos como torres de destilación, en los cuales se aprovecha los distintos puntos de
ebullición que presentan cada uno de los compuestos que componen el petróleo para
separarlo en fracciones.
En el siguiente trabajo se hará una descripción del proceso de destilación del petróleo, los
equipos utilizados, así como de las variables más importantes a tener en cuenta durante el
fraccionamiento del petróleo.
Palabras claves: Petróleo, Destilación, Hidrocarburos, Torres de destilación.
ABSTRACT
Hydrocarbons are organic compounds commonly found in nature in the form of a
homogeneous mixture called oil. Oil exploitation for commercialization of hydrocarbons
and derivatives, it’s a very important economic activity because they are used as fuels and
is the basis of the petrochemical industry.
1 Ingenieros Químicos egresados de la Universidad de San Buenaventura, seccional Cartagena
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The oil separation process is carried out in plants known as refineries. In refineries, the
unitary operation used for separation of petroleum into various fractions is distillation.
This process is carried out in equipment known as distillation towers, which uses the
different boiling points that have each one of the compounds that comprise the oil to
separate it into fractions.
In this paper, we will make a description of the oil distillation process, the equipment used,
as well as the most important variables to consider when oil fractionation.
Keywords: Oil, Distillation, Hydrocarbons, Distillation towers.
1. INTRODUCCIÓN
El petróleo crudo tal como es obtenido a partir de la tierra es un material con un valor
relativamente bajo, ya que, en su estado natural éste raramente es usado de forma directa.
Sin embargo, puede ser refinado y adicionalmente procesado en cualquier número de
productos cuyo valor agregado es muchas veces mayor que el petróleo original.
Si bien es cierto, hoy por hoy las industrias dedicadas a la refinación de crudos atraviesan
una situación complicada en referencia a la escases de crudos prototipo o convencionales,
las grandes petroleras se ven obligadas a experimentar, trabajar y procesar crudos de tipo
pesados con el único fin de dar abastos con la demanda mundial de combustibles para el
transporte y demás actividades diarias que requieren de productos derivados y procesados a
partir del crudo.
En ese mismo orden de ideas, el primer paso en cualquier refinería es la separación del
crudo en varias fracciones mediante el proceso de destilación (R.N. Watkins, Pag. 3.). La
destilación de petróleo crudo es un proceso fundamental en el refinamiento del petróleo y
la industria petroquímica. Casi la totalidad de las refinerías en el mundo llevan a cabo el
proceso de destilación del petróleo en dos equipos o unidades, los cuales son comúnmente
conocidos como la torre atmosférica y la torre de vacío.
Una unidad de destilación de crudo (CDU) consiste en una torre de pre-flasheo (PF) la cual
es opcional, seguida de una unidad de destilación atmosférica (ADU) y una unidad de
destilación al vacío (VDU). Los productos típicos de un sistema de destilación son el Gas
Licuado de Petróleo (GLP), Nafta Ligera, Media y Pesada, Queroseno, Diesel, Gasóleo,
Gasóleo Ligero de Vacío, Gasóleo Pesado de Vacío y Residuo de Vacío (Raja Kumar et al,
2010).
La operación de un sistema de destilación de crudo debe caracterizarse por tener una alta
eficiencia y mantener un costo de operación relativamente bajo. Una solución popular al
problema de la reducción de costos consiste en el empleo de dispositivos de pre-flasheo, un
tambor o una torre, para ahorrar energía en las plantas de destilación. Los dispositivos de
pre-flasheo se encargan de remover los componentes ligeros del petróleo crudo antes de
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que entren al horno. La corriente de vapor obtenida puede ser introducida a la corriente de
salida del horno o directamente en la columna de destilación principal (Errico M, et al, pag.
1).
El presente trabajo es una revisión bibliográfica acerca de los procesos de destilación que
sufre el petróleo crudo en una refinería y las operaciones y dispositivos implicados para
lograr un buen desempeño.
2. DESTILACIÓN DEL PETRÓLEO
2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Una vez el petróleo ha pasado a través del desalador y ha sido despojado de la mayor parte
de agua, sales inorgánicas e impurezas que contiene; éste es conducido a la columna de pre-
flash, para retirar los compuestos volátiles presentes antes de que la mezcla de crudo entre
al horno. Los componentes volátiles retirados en la unidad de pre-flash son conducidos a la
corriente de salida del horno o son introducidos directamente a la torre de destilación
atmosférica La mezcla líquida que sale de la torre de pre-flash es conducida al horno donde
se le proporciona calor, lo cual provoca una vaporización parcial del petróleo. En éstas
condiciones, el petróleo es conducido a la primera columna de destilación la cual opera a
presión atmosférica y es comúnmente llamada torre atmosférica.
Sin embargo, el calor suministrado en el horno no es suficiente para lograr una
vaporización completa de la mayor parte de los compuestos del petróleo. Es por esto que
usualmente las torres de destilación atmosférica cuentan con un rehervidor, aunque
actualmente se está implementando el uso de vapor sobrecalentado el cual es alimentado
por el fondo de la torre.
Dentro de la torre atmosférica, el petróleo es separado en diferentes fracciones algunas de
las cuales son comercializadas directamente y otras son sometidas a otros procesos dentro
de la refinería. El producto de fondo de la torre atmosférica, el cual consiste básicamente en
hidrocarburos de cadena larga, es conducido a la torre de destilación al vacío. En ésta torre
se separan otras fracciones de petróleo, aprovechando el hecho de que al disminuir la
presión disminuye también el punto de ebullición de los líquidos, que de otra forma no se
pudieran haber separado debido a que si se le suministra demasiado calor para intentar
vaporizarlas, éstas pueden descomponerse.
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Figura 1. Torre atmosférica y al vacío.
Fuente: Tomado de T. Benali, Applied Thermal Engineering vol 40, pág. 133 The DeGraff process for crude
oil distillation.
La destilación atmosférica y al vacío son procesos cerrados, en los cuales debe hacerse un
control estricto de la corrosión para la seguridad de la planta y sus operadores por lo que
debe ser controlado el contenido de azufre, de nitrógeno y cloro en el crudo, en el caso de la
formación de HCl se inyecta amoníaco en la corriente superior antes de la condensación
inicial y luego suficiente agua de lavado, para evitar la acumulación de cloruro de amonio.
(Kraus, R.S). El esquema de las dos torres acopladas se presenta en la figura 1.
Las variables de proceso más importante para esta operación son la presión y la
temperatura; el control de la temperatura dentro de la torre es la referencia para realizar los
cortes de los productos que se desean extraer.
Un aumento en la presión normal de operación trae consigo una gran cantidad de
consecuencias dentro de las cuales destacamos:
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- Una disminución en la volatilidad relativa de los componentes lo que trae consigo una
menor separación en alguno de los platos.
- El consumo de energía se incrementa.
- Puede ocurrir polimerización y degradación de los productos, sumándole además el
incremento en los costos de operación. (Wauquier J. P, 2000).
Una de las dos formas de aumentar los ingresos de los procesos en la industria de la
refinación del petróleo es: aumentando la capacidad de producción u optimizando cada uno
de los procesos; si tenemos en cuenta el primer ítem sabemos que se necesita un capital
extra para aumentar la misma, pero muchos países no cuentan con recursos suficientes para
realizar esto; es por este motivo, que las investigaciones encaminan a encontrar métodos de
optimización de los procesos ya existentes para obtener una mayor ganancia (Torres &
Castro, 2002).
Muchos de los procesos que se llevan a cabo en la industria del petróleo requieren
optimización dentro de estos tenemos el proceso de separación primaria (destilación
atmosférica), ya que este se caracteriza por ser de difícil control debido a las fluctuaciones
de las composiciones de cada uno de los componentes en la alimentación que ingresa a la
torre donde se realiza este proceso de transferencia de masa. En la tabla 1 se presenta un
resumen de algunas de las variaciones que pueden tener la alimentación y sus
consecuencias en los resultados del proceso.
TABLA 1. Consecuencias de la variación de propiedades de la alimentación tomada de
Wauquier J. P, 2000
FLUCTUACIONES VARIACIONES EN EL
DESTILADO DE LA TORRE
VARIACIONES EN EL RESIDUO
DE LA TORRE.
La velocidad de flujo de la
alimentación incrementa
-Leve modificación de la
velocidad de flujo del
destilado.
-Incremento en la
concentración de productos
livianos
-Incremento en la velocidad
de flujo del residuo,
llevando consigo grandes
cantidades de productos
ligeros.
Incremento en la
temperatura de entrada
-Hay un aumento en la
velocidad de flujo del
destilado, además de la
concentración de
compuestos pesados en el
mismo.
-Aumento de la velocidad de
flujo del residuo y trae como
consecuencia un aumento en
la concentración de
componentes ligeros en esta
corriente.
Incremento de la
concentración de productos
ligeros en la alimentación.
-Flujo constante de
destilado.
-Flujo constante de residuo.
-Aumento de la
concentración de los
componentes ligeros en el
residuo.
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Incremento de la
concentración de productos
pesados en la alimentación.
-Flujo constante de
destilado.
-Flujo constante de residuo.
-Aumento de la
concentración de los
componente pesado en el
residuo
Rigurosos modelos han sido implementados con la finalidad de mejorar el control de la
planta; sin embargo estos son muy difíciles de mantener, además que su implementación
acarrea grandes costos (Hussain 1999 citado por Khairiyah 2003). La red de neuronas
artificiales se ha implementado con resultados satisfactorios para el control avanzado de
estas operaciones, además que no es muy costosa su implementación.
La red neuronal artificial es utilizado para el tratamiento de la información, cuya unidad de
procesamiento está basada en la unidad fundamental del sistema nervioso que es la
neurona; este modelo se caracteriza por emular ciertas capacidades de los seres humanos
como son la de memorizar y relacionar hechos, estudios han demostrado que la
inteligencia del ser humano proviene de la interconexión de miles de estas unidades, y que
esto se debe a que ellas reciben una señal y que después de procesar la información estas
activan señales para dar una respuesta, es así como mediante las sensaciones el ser humano
es capaz de aprender, la cantidad de información que recibe a diario lo hace un ser capaz de
responder a cualquier problema que se le presente (Matiz, 2001)
Las redes neuronales artificiales son entonces unidades de procesamiento que intercambian
información; se podría decir que tienen la capacidad de aprender; la utilización de esta
herramienta en los procesos de separación por destilación los hace muy atractivo debido a
que las condiciones de operación de esta son muy variables y complejos. Khairiyah et al,
estudiaron la aplicación de esta tecnología en una columna de destilación de crudo dulce (es
decir petróleo con bajo contenido de azufre) ya que presentaba problemas debido a la
composición de las fracciones y el condensado de la alimentación, los resultados obtenidos
muestran que las variables de salida son predichas con un margen de error de
aproximadamente de 10-3, lo que permite estimar la cantidad de cada uno de los productos
que se producen.
3. CARACTERIZACIÓN DEL PETRÓLEO.
Un aspecto importante durante la destilación del petróleo y que además debe ser tenido en
cuenta para el diseño de las torres de destilación es la caracterización o descripción de la
composición del petróleo crudo.
Debido a que un análisis completo, componente por componente, de una muestra de
petróleo crudo es difícil de realizar, la composición de cualquier muestra de petróleo puede
ser aproximada por una destilación True Boiling Point, o destilación TBP. Este método
consiste básicamente en una destilación batch usando un gran número de etapas y una alta
relación de reflujo. La curva que de temperatura vs porcentaje del volumen de petróleo
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vaporizado obtenida de esta manera, representa el actual (verdadero) punto de ebullición de
la mezcla de hidrocarburos presente (Watkins, 1979).
Otra forma de caracterizar el petróleo crudo es por medio de las curvas EFV, las cuales son
una representación gráfica del porcentaje en volumen destilado con respecto al total del
vapor en equilibrio con el líquido no vaporizado. Cada punto de la curva corresponde a una
medición física de la temperatura y presión determinada (Urpí, 2008).
La siguiente figura (ver figura 2) muestra la forma común de las curvas TBP y EFV para
una muestra de crudo.
Figura 2. Curvas TBP y EFV para una muestra de crudo.
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4. TORRE ATMOSFÉRICA
Este es un equipo donde se realiza un proceso de separación, que tiene como fin el
fraccionamiento de los distintos constituyentes del crudo gracias a los efectos de la
temperatura, sin el surgimiento de nuevos productos. En primera instancia, el crudo
proveniente del horno ingresa por la parte inferior de la columna fraccionadora, la cual se
caracteriza por ser una torre que generalmente supera los 50 metros de altura y en su
interior presenta a diferentes alturas bandejas o platos que promueven la separación
dependiendo de los diferentes puntos de ebullición de los componentes del crudo, de tal
manera que provocan la condensación de los vapores más pesados y la evaporación de los
líquidos más livianos (ver figura 3). La destilación atmosférica, también conocida como
destilación primaria o topping se realiza a presión atmosférica y a no más de 450 °C. En
la parte superior de la torre se obtienen gases etano, propano y butano, mientras que debajo
se logran fracciones con punto de ebullición más elevado, como nafta, querosene, gas oil
liviano y gas oil pesado. En el fondo queda una fracción más pesada, llamada crudo
reducido, a la que si se pretende extraer aún más destilados, hay que someterla a presión
reducida, ya que si se aumenta la temperatura del proceso, generaría craqueo térmico o
ruptura de moléculas (Instituto Argentino de la Energía, 2008).
Algunos de los combustibles de las unidades de destilación atmosféricas se comercializan
directamente ya que tienen la calidad de combustibles para despacho, siendo de gran
contribución económica, pero la ventaja económica más importante, es que se obtienen
cortes de hidrocarburos que son carga de unidades de conversión, que las transforman en
productos valiosos y de fácil comercialización.
En las unidades de topping, se obtienen los siguientes productos finales y cargas de otros
procesos.
Nafta liviana, se envía como carga a isomerización donde se mejora el R.O.N.
(Research Octane Number; Es el que suele figurar en la estaciones de servicio.
Representa, de manera aproximada, el comportamiento en ciudad: Bajo régimen con
numerosas aceleraciones) y MON (Motor Octane Number; Octanaje probado en un
motor estático. Intenta reproducir la situación en carretera, alto régimen y conducción
regular).
Nafta pesada, se envía como carga a hidrotratamiento de naftas y reforming, donde se
mejora el RON.
Kerosene, se envía a tanque de despacho.
Gas Oíl liviano, se envía a tanque de despacho.
Gas Oíl pesado, se envía como carga a hydrocracking, convirtiéndolo en Gas Oíl y JP o
a las unidades de cracking catalítico fluido (Univ de Buenos aires, 2007).
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Figura 3. Torre atmosférica y contacto liquido/vapor.
4.1 DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA Y EL AHORRO DE ENERGÍA EN LA
REFINERÍA
Aun cuando desde 1970 se han aplicado gran cantidad de técnicas de integración de calor
para el ahorro de energía a plantas de refinería de petróleo (Yasuki et al, 2011) estas siguen
consumiendo grandes cantidades de energía, en particular en la unidad de destilación
atmosférica, donde se ha informado que se consume alrededor del 50% de la cantidad de
combustible suministrado a la planta, Por lo tanto, se puede decir que podría lograr una
reducción notable en las emisiones de CO2 y el consumo de energía en las plantas de
refinería de petróleo si se pudiera reducir el consumo de energía de la destilación del
petróleo crudo.
Una opción para la ahorro de energía en esta sección de la refinería es en la utilización de la
tecnología de auto recuperación de calor donde el proceso funciona sin ninguna adición de
calor, proponiéndose entonces un ahorro energético aproximadamente hasta del 48%
(Phipps & Hoadley, 2003).
4.1.1. Variables de operación en una columna de destilación atmosférica:
Las principales variables que se deben tener en cuenta para la obtención de un producto con
especificaciones requeridas son las que se describen a continuación:
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Temperatura de salida del calentador y de entrada en la columna de destilación:
Esta variable debe ser controlada con precisión porque determina el grado de vaporización
del crudo y la cantidad de calor que debe ser suministrada al calentador. La temperatura de
entrada del crudo en la columna depende directamente de las características propias del
crudo y la cantidad y la calidad de las fracciones a producir; cualquier variación en
temperatura en la alimentación crea una perturbación en el perfil de equilibrio entre las
fases y de la temperatura a lo largo de la columna, tal como para causar una variación en las
características de los productos. Una temperatura de salida baja del calentador produce una
menor cantidad de material vaporizado, y, en consecuencia, una cantidad reducida de
destilado, mientras que una temperatura demasiado alta provoca reacciones de craqueo con
la formación de gas y depósitos de carbono.
Presión de operación de la columna de destilación
Esta se especifica indicando la presión en el condensador junto con la pérdida de presión en
cada etapa de la columna, teniendo en cuenta las características del crudo, las condiciones
de los sistemas de refrigeración (agua de refrigeración o aire) y la posibilidad de obtener el
mayor grado de condensación para evitar la pérdida de producto. Normalmente, por
cuestiones de economía, la presión en el condensador se fija de forma que la temperatura
del destilado sea ligeramente superior (unos 10-50ºF o 6-28ºC) a la temperatura de entrada
del agua utilizada como refrigerante en el condensador de la columna. Sin embargo, si esta
presión se aproxima a la presión crítica de los componentes más volátiles, se trabajará a
presiones inferiores y se utilizarán otros fluidos refrigerantes.
A la hora de seleccionar la presión de operación de una columna hay que tener en cuenta
que, en general, un aumento de la presión de operación de la columna tiene los siguientes
efectos:
Desfavorables:
o La volatilidad relativa disminuye y por tanto aumenta la dificultad de la separación:
aumentan los requerimientos de número de platos, reflujo y consumo en el
condensador y en la caldera.
o Hace aumentar la temperatura de la columna: aumentan las reacciones de
degradación química, polimerización, etc.
o Para presiones manométricas por encima de 6-7 atm, hay que aumentar el espesor
del material de la columna.
o Aumenta la temperatura en la caldera y por tanto se requiere un medio de
calefacción más costoso.
o Para separaciones a altas presiones, las fugas son mayores, y aumenta el peligro
potencial en el caso de usar materiales tóxicos o inflamables.
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Favorables:
o Aumenta el punto de ebullición del destilado, lo que permite el uso de refrigerantes
más económicos.
o Aumenta la densidad del vapor, y por tanto, la capacidad de la columna.
o En la destilación de gases licuados, aumentan los puntos de ebullición del líquido
que circula por la columna, lo que permite utilizar materiales de construcción más
baratos.
o Disminuye el diámetro de las tuberías y el tamaño de las válvulas por las que circula
el vapor.
Flujo y temperatura de reflujo en la columna:
El calor que no se elimina por medio de los productos que salen de la columna debe
extraerse mediante eliminación de líquido en las secciones correspondientes de la columna
y enviarlo de nuevo a la columna después de enfriamiento. En general, en una columna de
destilación atmosférica, hay presentes tres reflujos intermedios: en la cima, el de queroseno
y el de gas-oil. Obviamente la cantidad de calor que obtenga el sistema de reflujo circulante
variará dependiendo de la temperatura de los líquido de extracción, la temperatura del
retorno y la velocidad del flujo. La distribución del calor extraído a lo largo de la columna
está determinada por el grado de fraccionamiento requerido, así como por el nivel térmico
con el que se elimina el calor. Además de la temperatura, los caudales de los diversos
reflujos en la columna también tienen un efecto sobre el fraccionamiento. Los altos
caudales de reflujo en la columna pueden causar la inundación de la zona de retorno y
lloriqueo en las bandejas inferiores, causando así una reducción de la eficiencia de las
propias bandejas. Las tasas bajas de reflujo, en cambio, puede inducir arrastre del vapor
hacia el bandejas por encima del punto de retorno en la columna, de nuevo causando una
reducción en los eficiencia de fraccionamiento.
Arrastre de vapor en la columna
El vapor sobrecalentado se inyecta en la parte inferior de la columna de destilación
atmosférica con el fin de eliminar los componentes con puntos de ebullición menor. El
efecto del vapor de agua es tal que reduce la presión parcial de la fase de hidrocarburo,
haciendo que los componentes con una menor temperatura de ebullición pasen de la fase
líquida a la fase de gas. Un caudal típico para estas inyecciones es 2% en peso, en relación
con la velocidad de flujo de residuo atmosférico que sale de la parte inferior de la columna.
Un caudal demasiado bajo tiende a dejar una parte del destilado ligero en los residuos del
fondo, mientras que una tasa demasiado alta puede causar que el destilado superior pueda
estar contaminado con trazas de producto pesado Jennings, 2000) .
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Las velocidades de flujo de las extracciones laterales de la columna de destilación
En cada punto a lo largo de la columna atmosférica, y especialmente en el punto de
extracción en la columna de una corriente o un corte lateral, la temperatura del líquido
refleja la temperatura de ebullición del líquido a ese punto exacto. Un aumento en la
velocidad de flujo de líquido extraído de la columna conduce a una reducción del reflujo
interno dando como resultado que el líquido se vuelve más rico en componentes menos
volátiles y, como consecuencia, eleva la temperatura en la sección correspondiente. Por el
contrario, una reducción de la velocidad de flujo de la fracción a extraer hace que más
líquido permanezca en la sección de la columna inmediatamente debajo del punto de
extracción, con la consiguiente reducción de la temperatura.
5. TORRE DE VACÍO
Con el fin de seguir separando los productos del petróleo, el crudo reducido proveniente de
la columna de destilación atmosférica, es ingresado a una torre de vacío (ver figura 4), la
cual a partir de la baja presión se evita que por efectos de las altas temperaturas se produzca
un craqueo térmico, el cual no es deseado. En estas condiciones se pueden obtener
volúmenes adicionales de destilados, diesel liviano y pesado de vacío, a temperaturas
semejantes a las del proceso anterior. El residuo o “fondo de vacío” puede destinarse a
combustible de la refinería, o como componente de fuel oil, de asfalto o como carga en la
unidad de coqueo retardado. Por lo general estas columnas son de lechos empacados con
una presión aproximadamente de 20 mm Hg y una temperatura máxima de 390°C
REPSOL, 2009).
En esta unidad, la energía necesaria para vaporizar el crudo reducido es suministrada
totalmente en hornos, diseñados para minimizar pérdidas de presión. La carga parcialmente
vaporizada es enviada a la zona flash de la columna de destilación, donde se produce una
corriente ascendente de vapores y otra descendente de líquidos.
La torre tiene características particulares, que la diferencian de las atmosféricas. Los
dispositivos para producir el contacto liquido vapor, son rellenos especiales (flexi-rings)
ubicados en lechos ordenados que permiten incrementar la superficie de interface,
favoreciendo la transferencia de masa. El diámetro de la columna es diferente en zona de
condensación, respecto de la zona superior o inferior, ya que las pérdidas de carga deben
ser despreciables para mantener el vacío homogéneo en la totalidad de la torre (Univ. De
Buenos aires, 2007).
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Figura 4. Perfil de Temperatura en la torre de vacío.
En estas unidades, solo se obtienen cargas para unidades de conversión.
Gas oíl liviano de vacío, se envía a otros procesos donde se obtiene gas oíl, JP, naftas
carga de hidrotratamiento de naftas e isomerización y propano-butano.
Gas oíl pesado de vacío, se envía a las unidades de cracking catalítico fluido, donde se
obtienen nafta de alto RON, propano carga petroquímica o despacho, butano carga a
petroquímica, gases combustibles, diesel oíl carga a hidrotratamiento de diesel que lo
convierte en gas oíl.
Asfalto, se envía a las unidades de craqueo térmico, donde se convierte en naftas carga
de hidrotratamiento de naftas, diesel oíl carga de hidrotratamiento de diesel, gas oíl
pesado de coque que es carga de las unidades de cracking catalítico fluido, carbón
propano- butano y gases combustibles (La comunidad petrolera.com, 2009).
Torre preflash
El material proveniente de la destilación atmosférica, es calentado e ingresa a la torre de
preflash, donde se consigue una pequeña porción de producto de cabeza y la gran parte que
permanece como producto de fondo se dispone para ingresar en el proceso de vacío, lo
anterior si el proceso al vacío contempla dos etapas; de lo contrario se omite el proceso de
precalentamiento y se alimenta directamente la columna de destilación al vacío con los
productos de la destilación atmosférica. Por su parte la corriente de arrastre puede o no, ser
empleada en la medida como se considere necesario.
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Sistema generador de vacío
Existen básicamente 3 tipos de sistemas que pueden ser empleados: eyectores de vapor con
condensador barométrico, eyectores de vapor con condensador de superficie y las bombas
mecánicas de vacío.
o Eyectores de vapor con condensador barométrico.
El vacío es creado por la remoción de gases no condensables y vapor del proceso por
eyectores de chorro de vapor. Estos vapores y no condensables, consisten primordialmente
en productos de bajo punto de ebullición, gases producidos por sobrecalentamiento, aire
disuelto y vapor disuelto en la generación de vapor. En este proceso se emplean
condensadores barométricos para mantener el vacío por la condensación del vapor presente
en la corriente al contacto con agua fría [18].
o Eyectores de vapor con condensadores de superficie
Estos han alcanzado más protagonismo que los eyectores de condensación debido a que los
gases no condensables al igual que los vapores no se mezclan directamente con el agua de
refrigeración, lo cual reduce satisfactoriamente las aguas de desecho que precisan ser
procesadas en el sistema de tratamiento. La desventaja de estos condensadores en
comparación con los barométricos está relacionado con es su elevado costo y
mantenimiento (Mohd et al, 2003).
o Bombas mecánicas de vacío
Son las más empleadas en comparación con los eyectores de condensación y de superficie,
básicamente por los costos de mantenimiento y el tratamiento de aguas de desecho que se
emplear en los primeros.
a. b.
Figura 5. Remoción de no-condensables por: a. eyector, b. bombas
mecánicas
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Las bajas presiones que se requiere generar durante la destilación al vacío, y que se
traducen en ventajas para el proceso, se tornan indeseables cuando las caídas de la presión
en torres bien sean empacadas, o de platos dificultan la operación satisfactoria en las
mismas. Razón por la cual, es necesario garantizar que la destilación se lleve a cabo sin
descender más allá de los límites mínimos de presión. En la industria una práctica común
para compensar los descensos bruscos de la presión se emplean corrientes de gas inerte, por
lo general Nitrógeno; teniendo en cuenta que los alivios de vacío resultan preponderantes
en las zonas donde se presentan estas pérdidas de presión, la mayoría de estas pérdidas
además del carácter contributivo de los demás accesorios en la torre, son ocasionados en el
condensador por el cambio de estado de los vapores condensables presentes (Kraus, 1998).
El gas inerte empleado, influye en la capacidad del condensador para cambiar de estado los
vapores, razón por la cual se requiere calcular la velocidad, cantidad y ubicación exacta por
la que debe ingresar el Nitrógeno al sistema, la eficiencia del mecanismo dependerá de
combinación satisfactoria de estos factores en la medida como se disminuyan los
requerimientos de gas inerte.
Conforme las exigencias de la industria aumentan los requerimientos en volumen de
producto, se incrementan del mismo modo los riesgos y la importancia del control de las
variables que garanticen un proceso seguro, económico y continuo; Existen múltiples
variantes del procedimiento de alivio de vacío por medio de gases inertes, en los cuales
Figura 6. Esquema del alivio de vacío mediante inertes.
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debe tenerse presente la velocidad a la que pueden presentarse descensos bruscos de
presión evento que puede ocurrir en cuestión de segundos (Kraus, 1998).
6. ANÁLISIS EXERGETICO A UNA PLATA DE DESTILACIÓN:
El análisis de exergía es una herramienta muy importante a la hora de determinar
eficiencias energéticas en equipos de una planta industrial, y por consiguiente de manera
más general a la planta misma. En estudios realizados por Benali et al. (2012) se lleva a
cabo este tipo de análisis a un proceso de destilación atmosférica de crudo, con el fin de
encontrar los principales factores que se involucraban en la degradación de la energía que
en ultimas representaba un gasto energético debido a las irreversibilidades que presentaba
el sistema de estudio.
Por medio de ecuaciones matemáticas y en forma de arreglo matricial, los autores pudieron
determinar que la contribución de las especies ligeramente evaporadas en el tren de
precalentamiento, al ser pasadas por el horno para luego ser ingresadas por el fondo de la
columna representaban en gran medida forma de irreversibilidades que se convertían en
destrucción de la exergía, por lo que los autores proponen de acuerdo a la matriz de
destrucción de exergía eliminar estos términos ingresando estos productos ya evaporados al
tope de la columna mediante un flash adiabático y de esta forma las contribuciones a las
irreversibilidades por estas especies serian insignificantes (Cavado et al, 2005).
Mediante un software de simulación se pudieron probar ambos sistemas (con y sin flash),
bajo las mismas condiciones para apreciar si se presentaba un efecto significativo sobre la
destrucción de la exergía. Los datos arrojados por el simulador muestran que las
irreversibilidades se minimizan y se puede obtener hasta un ahorro en la energía
suministrada al horno hasta de un 21%.
Finalmente se puede concluir que para tener datos más confiables y probar con certeza que
se aprecia un ahorro significativo de energía, se deben tener en cuenta más contribuciones y
un modelo matemático más robusto y menos simplificado, aun así se presenta como una
buena herramienta para mejoramiento de los procesos de destilación el análisis exergético o
de degradación de la energía, pues revela los puntos débiles en cuanto a eficiencia
energética se refiere.
7. ASPECTOS ACERCA DE LA CORROSIÓN:
En la actualidad, la gran mayoría de los equipos empleados en la industria petrolera son
fabricados de acero al carbón, debido a que las corrientes no corroe éste tipo de acero a
temperaturas no superiores a los 450°F (230°C), excepto en los sistemas de sobre-cabezales
o domos de destilación flash y de la columna atmosférica. Cuando este rango de
temperaturas es sobrepasado se manifiesta en gran medida los problemas de ataque con
azufre y ácido nafténico.
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Como es bien sabido, el crudo está constituido por diferentes compuestos químicos e
impureza, las cuales pueden causar un grado amplio de corrosión dependiendo de las
condiciones de operación de la unidad de crudo; este tipo de impurezas pueden ser sales
inorgánicas [cloruro de sodio (NaCl), cloruro de magnesio [MgCl2] y cloruro de calcio
[CaCl2], ácidos orgánicos, compuestos de azufre y cloruros orgánicos. Las sales empleadas
al precalentarse comienzan a hidrolizarse formando vapores de HCl los cuales al
solubilizarse en agua se disuelve en el agua condensada para formar ácido clorhídrico, el
cual es altamente corrosivo causando severos problemas en el domo de la columna, en los
condensadores y la línea del sobre-cabezal.
Por su parte, los problemas asociados a los compuestos de azufre están estrechamente
relacionados con el ácido sulfhídrico (H2S) por debajo del punto de rocío del agua (estado
acuoso) y por encima de los 500°F (260°C), a esta temperatura el H2S reacciona con el
hierro desgastando con ellos el material, dicho desgaste está asociado a la temperatura, la
velocidad de la corriente y la composición del material. La corrosividad causada por el
azufre afecta principalmente las partes calientes de la columna de destilación atmosférica,
en la columna de pre-destilado instantáneo, la columna de destilación al vacío, tuberías e
intercambiadores de calor (Shuncheng & Begajewicz, 2002).
Otro aspecto a tener en cuenta en los procesos que implican la transformación del crudo en
otros productos industriales llevados a cabo en plantas de destilación al vacío es la
corrosión con ácido nafténico (NAC), constituyéndose en una unidad delicada frente a la
corrosión debido a que dichos ácidos se acumulan en puntos de ebullición similares a los
que se encuentran en la unidad de destilación al vacío a más de 450°F (250°C); este
desgaste se presenta en zonas que el azufre ataca a altas temperaturas tales como los tubos
del horno y los codos, las líneas de transmisión, paredes y bandejas en la columna de vacío,
manifestándose en picaduras, ranuras de filo liso y en algunos casos en forma de agujeros,
por esta razón se recomienda que su construcción sea en acero inoxidable con aleaciones
considerables en molibdeno, dado que los aceros AISI 316 y AISI 317 no pueden resistir el
ataque del ácido nafténico (Robles & Arellano, 2002). El molibdeno presente en las
aleaciones influye de buena manera en las propiedades y características de la película de
acero aumentando consigo la estabilidad de la capa pasiva.
Es por esta razón, que se hace necesario realizar inspecciones de manera periódica
mediante la observación visual, el análisis de uso de microscopía de barrido y óptica, y
espectrometría de rayos X (Vassiliou, 2009). Estas evaluaciones se llevan a cabo dando
prioridad a las zonas de mayor daño producido por el ácido nafténico mencionadas
anteriormente que corresponden a las zonas donde se produce gasóleo pesado de vacío
(HVGO) en rangos de temperaturas de 365°C a 394°C teniendo en cuenta que en estas
zonas los valores de índice de acidez total son mayores.
Investigaciones realizadas en unidades de destilación al vacío después de 5 años de
operación muestran los siguientes resultados:
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Empaquetadura de la Torre
Se presentaron ataques por picaduras, en este caso se
deben emplear acero inoxidable con mayor contenido
de molibdeno como el acero inoxidable AISI 316 que
contiene 2% en peso más de molibdeno.
Bandeja y copas de burbujeo
Se presenta un desgaste mecánico por la fricción
desarrollada entre las copas de burbujeo y la bandeja
alrededor de los 350°C, este movimiento va
eliminando las películas protectoras contribuyendo de
esta manera a un ataque corrosivo acelerado.
Pared de la columna de la zona de
vaporización instantánea
Presenta un desgaste debido a las altas temperaturas,
además la corrosión por ácido nafténico se da por el
choque ocasionado por un fluido de expansión.
Rejilla de soporte
Es el caso común de ataque corrosivo por picaduras
ocasionado por condensación del ácido alrededor de
355°C
Línea de transferencia
Se manifiesta un daño producido por ácido nafténico
a 380°C, aumentando el grado de corrosividad por el
régimen de caudales del fluido.
Otras de las mediciones para el control de la corrosión aparte de la buena selección del
material para unidades de destilación son:
Tabla 2. Ataque por ácido nafténico en diferentes zonas en unidades de destilación al vacío.
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Desalado, cuyo propósito principal es eliminar la cantidad de sales presentes en el
aceite crudo a menos de 3 ppm debido a que con esto se reduce la probabilidad de
formación de ácido clorhídrico en el precalentamiento a partir de la hidrolisis.
Adición de sosa caustica con el fin de eliminar el HCl liberado y convertirlo en NaCl
reduciendo la cantidad liberada de HCl, sin embargo, se debe tener cuidado con las
cantidades a adicionar debido a que al aplicar grandes cantidades se corre el riesgo de
obstruir el tren de precalentamiento de crudo, problemas de contaminación en el
catalizador, entre otros, lo cual se evita con una buena mezcla en la inyección de la sosa
caustica al proceso.
Inhibidores de corrosión generalmente orgánicos, forman una película continua y
delgada que actúa como barrera protectora entre los ácidos en el sistema y la superficie
del metal debajo de la película formada (Speight & Ozum, 2002).
7.1 FUENTES DE CONTAMINACIÓN:
Los sistemas de creación de vacío en las industrias de refinación, son las causantes de gran
parte de la contaminación generada. En los condensadores del sistema, durante la creación
del vacío gran parte de gases hidrocarburos y orgánicos no condensables se disipan a la
atmosfera, mientras que los vapores condensables se mezclan con el agua de enfriamiento
(Wilson et al, 1951). Ambos mecanismos son fuente de contaminación si no se tienen en
cuenta los procedimientos y los procesos adecuados para mitigar tal situación.
En el petróleo además de sus componentes principales, están presentes gran cantidad de
compuestos indeseables tanto para el proceso de refinación, como para la calidad del
producto finalmente requerido. Dependiendo del tipo de impurezas se llevan a cabo
procesos como pre-tratamiento antes de poder ser procesado el petróleo tales como lavados
con agua y desalinización (este último también se halla relacionado con el mantenimiento
de los equipos debido a que contrarresta la corrosión y el ensuciamiento de los mismos).
Sin embargo existen siempre cantidades de sustancias que no son retenidas completamente
en estos procesos preliminares; razón por la cual las aguas de desecho provenientes de los
sistemas de creación de vacío implican un especial cuidado y tratamiento, debido en parte a
que en ella se dispone de gran cantidad de sulfuros (en especial cuando se están refinando
crudos ácidos), y de contaminantes solubles, cloruros, mercaptanos y fenoles.
La composición de los contaminantes depende de diversos factores que van desde el
funcionamiento y las condiciones de la torre de destilación, hasta las concentraciones de la
alimentación y el producto final deseado. La situación debe ser especialmente analizada
debido a que se deben implementar mecanismos satisfactorios de control de contaminación,
por ejemplo si se aumenta la temperatura del agua refrigerante son menos las emisiones a la
atmosfera de gases no condensables, pero entonces aumenta la cantidad de estos
componentes disueltos en las aguas de desecho.
Dos de los métodos que han mostrado mejores resultados en el control de las sustancias no
condensables son mediante la recuperación del vapor y la absorción. La primera es el de
mayor empleo, y consiste básicamente en la ventilación y combustión de estos no
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condensables para la generación de energía; por otra parte, cuando se recurre al empleo de
la absorción, se pasan no condensables por una cascada de petróleo pobre, cuando la
cantidad de estos gases justifica el costo de inversión inicial y mantenimiento.
8. CONTROL MULTIVARIABLE PARA UNA PLANTA DE DESTILACIÓN AL
VACÍO DE HIDROCARBUROS.
Figura 7. Esquema simplificado de la Planta.
El trabajo de planta en el ámbito industrial requiere en la mayoría de las instancias el
control de las variables que regulan el proceso. Por lo tanto, el trabajo llevado a cabo por
los estudiantes de pregrado de la Universidad de Carabobo en Venezuela, plantea el diseño
de un control multivariable que ejerza función en una planta de destilación al vacío que
hace parte de la refinería El Plaito, ubicada en Venezuela. La labor se justifica, bajo el ideal
de que la implementación de un controlador multivariable automatizado garantiza una
mayor estabilidad en el proceso, así como también la obtención del máximo beneficio a
escala económica, obteniéndose productos bajo especificaciones estandarizadas e
incrementando incluso la permanencia operacional.
La planta de destilación al vacío consta básicamente de un horno, acompañado de eyectores
junto con la misma torre de vacío (ver figura 5). Esta planta trabaja con 80000 barriles al
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día de crudo reducido provenientes del fondo de la torre de destilación atmosférica. Un
diagrama ejemplificado de la planta se muestra en la figura 7, donde es evidente la
obtención de gasóleo liviano, gasóleo pesado de vacío y así mismo fuel oil.
En esta investigación luego de conocer las condiciones de operación de la planta, se
establecieron las variables a manipular, a controlar y a perturbar. Determinándose, la
necesidad de controlar trece variables, manipular 6 y perturbar dos. Seguidamente, se
predicen los modelos matemáticos (41 en total), posteriormente con ayuda de un software
se construyó el controlador por modelo predictivo (MPC) multivariable. Ahora, vale la
pena resaltar que el control por modelo predictivo se basa en el modelo del proceso en lazo
abierto, que permite al controlador predecir el comportamiento del proceso en el futuro
(Yildirim et al, 2011).
Para terminar, la investigación arrojó y mostró que aunque la complejidad para el diseño de
estos supervisores multivariables es realmente alta, los resultados que arrojan su
implementación son realmente buenos e inclusive satisfactorios. Sin embargo los softwares
son una herramienta facilitadora y sencilla en la elaboración de controladores
multivariables.
9. UN NUEVO RETO PARA LAS REFINERÍAS
Como se había citado con anterioridad, hace algunos años era mucho más fácil trabajar con
crudos ligeros de bajo contenido en azufre lo que permitía el empleo de prácticas
convencionales en la obtención de queroseno con finalidades de uso en la aviación. Sin
embargo, los crudos que hoy se procesan no permiten la fácil obtención de la gama de
querosenos que el mercado de los combustibles para aviación reclama. Por tanto el reto de
las refinerías consiste en satisfacer esta necesidad de combustible para aviación así como
también su calidad. Es así como el trabajo realizado por los investigadores Alberto Cavado,
Neyda Om, Yordanka Reyes, Gisel Chenard y Rubén Martínez evalúa la tecnología
convencional de destilación atmosférica y de hidrocraqueo moderado – ¨Mild
Hydrocracking¨ – en la obtención de querosenos para la aviación a partir del procesamiento
de crudos pesados (Mao, 2010).
Ahora bien, esta investigación permitió la fijación de metodologías y normativas que
pudieran servir como guías en la producción de queroseno de aviación con la evidente
intervención de petróleos crudos nacionales extra pesados con elevada contención de
azufre.
En el desarrollo de la investigación se utilizaron crudos importados y crudos producidos en
Cuba cuyas Características de cada crudo así como también de la mezcla de ambos, con un
20 % de crudos nacionales (Jaruco y Varadero) se muestran en la tabla N° 3.
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Tabla 3. Propiedades físico-químicas del inyecto y de los crudos que lo componen: Crudo
Mesa 30 y Crudo Nacional (80:20).
Con este trabajo investigativo se buscó en primera instancia el reconocimiento y la
consecución de queroseno (combustible para aviación) que cumpliera con la normativa
establecida por ASTM y el Check List para el combustible Jet A-1. Lo anterior bajo la
determinación del porcentaje óptimo de mezclado de los crudos de trabajo.
Ahora bien, en cuanto a la unidad de destilación atmosférica de la localidad de Santiago de
Cuba donde se encuentra ubicado el complejo de refinería usado como sitio de desarrollo
de labores investigativas, trabaja bajo los siguientes parámetros de operación durante el
seguimiento realizado (ver tabla 7).
Tabla 4. Principales parámetros operacionales de la unidad industrial de destilación
atmosférica
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La destilación TBP de esta mezcla de crudos, según el método ASTM D 2892, en una
columna de 15 platos teóricos demostró que, en dependencia del punto inicial de la
destilación y el régimen de tratamiento en la planta de Hidrofinación Catalítica, los
rendimientos de la fracción base de querosina se encuentran entre el 16 – 20 % m/m. La
fracción obtenida en la Unidad de Destilación Atmosférica fue utilizada como un inyecto a
la Unidad de Hidrofinación Catalítica (Gary & Handwerk, 2001).
Para finalizar, en cuanto a actualidad se refiere en lo vinculado estrechamente con la
destilación atmosférica y demás unidades sistemáticas de trabajo, se determina que la
experiencia con crudos extrapesados con contenidos relevantes de azufre mezclados con
determinado porcentaje de crudos ligeros permiten la obtención de fracción de querosina
que bajo posterior hidrofinacion conllevan a la obtención de queroseno de aviación (jet A-
1) con indicativos de calidad de aceptación internacional.
9.1 NORMATIVA
Las características del crudo y sus productos son de vital importancia en la seguridad y
desarrollo de productos derivados de este, especialmente en el caso de combustibles y
solventes hidrocarbonados. El rango de evaporación suministra información acerca de la
composición, propiedades y el comportamiento de los combustibles durante su
almacenamiento, transporte y uso. En los solventes, la velocidad de evaporación es un
factor importante especialmente en la industria de la pintura y el recubrimiento.
Los límites de destilación son incluidos en las especificaciones de productos del petróleo,
en contratos comerciales, control en los procesos de refinería y para cumplimiento de varias
regulaciones.
La ASTM 86 cubre los test para la destilación de productos del petróleo, para la obtención
de datos en un laboratorio para determinar cuantitativa de las características del rango de
evaporación de productos tales como la gasolina natural, destilados livianos y medios,
combustibles de automóviles, de aviación, turbinas, diesel, “espíritu del petróleo”, naftas,
“espíritu blanco”, keroseno, y combustibles de caldera de grado 1 y 2. Los solventes
hidrocarbonados también son incluidos en esta norma. Esta norma es diseñada para
combustibles productos de la destilación, y no es aplicable a productos que contienen
cantidades apreciables de residuos.
Para la destilación atmosférica los métodos de test son la ASTM D 86-04b “Standard Test
Method for Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure” y la D850-03
“Standard Test Method for Distillation of Industrial Aromatic Hydrocarbons and Related
Materials” y D1078 “Standard Test Method for Distillation Range of Volatile Organic
Liquids”, estas normas deben seguirse en un estricto sentido de precision y reproducibilidad
por sus altos costos, la norma ASTM D86 parte de unos parámetros sencillos y permite
medir las características del crudo dependiendo de sus volatilidades y su separación en la
destilación atmosférica, siempre parte de una clasificación a priori en grupos como se
presentan en la tabla 5.
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Para la de destilación al vacío, las normas usadas son La ASTM D2892-03 “Standard Test
Method for Distillation of Crude Petroleum” aunque no aparezca como una especificación
oficial es usada para la valoración del crudo y su procesabilidad, en el cual se consigue el
cut point (punto de ebullición) y la eficiencia además de una gráfica de temperatura vs
porcentaje de masa destilado, la cual es definida en una columna de 15 platos teóricos, con
una razón de reflujo de 5 dando una TBP “True boiling point”, aunque esta debe ser de
mucho cuidado ya que este término no es la sugerida, no está permitido que la temperatura
de vapor exceda los 210°C ni que la temperatura de ebullición del líquido exceda los
310°C” esto implica que solo se trabaja hasta 400°C AET (temperatura atmosférica
equivalente) que es calculada con la ecuación Maxwell y Bonnell (Maxwell, J. B., and
Bonnell, L. S., Industrial Engineering Chemistry, Vol. 49, 1957, pp. 1187–1196.) y aunque
la ecuación es corregida por varios valores del factor K de Watson, solo se usa con un
factor K de Watson igual a 12.
TABLA 5. Grupos de crudos según la norma ASTM D86
GRUPO
0
GRUPO
1
GRUPO
2
GRUPO
3
GRUPO
4
CARACTERISTICAS DE LA
MUESTRA
TIPO DE DESTILADO Gasolina
Natural
PRESION DE VAPOR (KPA)
A 37,8°C
≥ 65.5 < 65.5 < 65.5 < 65.5
NORMAS D323 D4953,
D5190, D5191, D5482,
IP69 O IP394
DESTILACION
IBP °C
≤ 100 > 100
EP(END POINT)°C ≤ 250 ≤ 250 > 250 > 250
Fuente: R. Montenegro, Distillation and Vapor Pressure Measurement in Petroleum
Products, caracteristicas grupales
La D5236-03 “Standard Test Method for Distillation of Heavy Hydrocarbon Mixtures"
[Método de vacío en potstill (alambique)], es denominada una extensión de la D2892, y su
gran diferencia radica en el punto máximo de temperatura alcanzado que es de 565°C, es
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usada determinar la curva de destilación estándar a la mayor AET posible y los
procedimientos para la producción de fracciones de destilado de gasoil y lubricantes así
como la producción de residuos estándar. Ademas se usa la D1160-03 “Standard Test
Method for Distillation of Petroleum Products at Reduced Pressure”.
9.2. TÉCNICAS DE DESTILACIÓN EFICIENTE
El aumento de la demanda energética, la creciente contaminación por el indiscriminado e
ineficiente uso de combustibles fósiles y los elevados precios del crudo ha motivado a los
investigadores a explorar procesos más eficientes y favorables al medio. Entre las
investigaciones más amplias, los siguientes aspectos necesarios son primordiales para la
columna de destilación de calor integrado: modelado dinámico riguroso, diseño óptimo, el
análisis multivariable de estado estacionario, identificación de sistemas, la síntesis y la
aplicación de alta calidad de control no lineal, y la evaluación experimental (Anayansi &
Ruiz, 2000), estas investigaciones han permitido desarrollar diseños y montajes dentro de
los cuales se destacan los siguientes:
Columna de pared dividida
Esta configuración de columna de destilación se muestra en la Fig. 5 se refiere a menudo
como columna con pared divisoria (DWC según sus siglas en ingles). Esto se logra cuando
una partición vertical (pared) se introduce en una columna de destilación para organizar una
pre-fraccionador y una columna principal dentro de una única carcasa. La ventaja ofrecida
por esta columna particionada es una mezcla ternaria que puede ser destilada en corrientes
de producto puro con estructura de destilación única, contando con un rehervidor y un
condensador. Esto implica en una reducción del costo de separación. La inversión inicial
seria baja (Cabrera et al, 2012).
Se diseñó un esquema donde se incluye una columna vertical, que posee un divisor
longitudinal para separar la sección de agotamiento junto con la sección de rectificación,
conservando una diferencia de presión entre las dos partes mencionadas. Una serie de tubos
se pasan entre la sección de agotamiento y la de rectificación, para tener un
aprovechamiento de transferencia de calor por el fluido de trabajo que viene por la sección
de rectificación y se dirige a la sección de agotamiento. La sección de rectificación trabaja a
una temperatura mayor que la sección de agotamiento (Matiz, 2001).
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Figura. 8. Una representación esquemática de una columna de destilación Petlyuk (también
conocido una columna con pared divisoria).
Columna Petlyuk
La estructura Petlyuk en comparación con una unidad de destilación convencional, tiene
muchos grados más de libertad en tanto a la operación y el diseño causando dificultad en el
diseño tanto de la columna, así como el sistema de control, no obstante se requiere una
menor inversión inicial y los costos de operación suelen ser más reducidos. Como se
representa en la Fig. 6, el esquema de Petlyuk de dos columnas consta habitualmente de un
pre-fraccionador conectado con una torre de destilación que está equipado con un solo
intercambiador de calor y el condensador. El acople de dispositivos de intercambio de calor
a este sistema es el responsable de los ahorros de energía. El inconveniente con esta
columna son los acoplamientos entre el procesamiento de unidades el cual dificulta el
manejo de operación y control. (Perry, 2001).
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Figura 9. Representación esquemática de una estructura Petlyuk de dos columnas.
Columna de destilación adiabática
En las columnas de destilación adiabática, el calor sólo se suministra a la caldera de la parte
inferior y se extrae del condensador de reflujo. Como se muestra en la Fig. 7, la
transferencia de calor entre la columna y el entorno tiene lugar en cada bandeja de la
columna utilizando un medio fluido a través de la bobina. En la destilación adiabática, cada
bandeja necesita un circuito de intercambio de calor individual, por lo que el coste de
inversión aumenta sustancialmente. Para aliviar el problema se simplificó el diseño de la
columna diabática con el uso de dos redes de intercambio de calor, una es para la sección
de rectificación y otro para la sección de extracción. Esta columna relativamente
simplificada consiste en un fluido de calentamiento único (generalmente vapor) que circula
desde la bandeja hasta la bandeja de alimentación (zona de separación) y un fluido de
enfriamiento único (generalmente agua) que circula por encima de la bandeja de
alimentación (zona de rectificación). Debido a los ya mencionados factores la inversión
inicial es más alta que para una columna convencional, (Perry, 2001).
Figura 10. Una representación esquemática de una columna de destilación adiabática.
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9.3. MALFUNCIONAMIENTOS COMUNES DE LAS TORRES DE DESTILACIÓN
AL VACÍO EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA.
Tabla 6. Malfuncionamientos comunes en torres de destilación (Anayansi & Ruiz, 2000).
TIPO DE COLUMNA BREVE DESCRIPCION ENSEÑANZA
Residuo de crudo en la
columna de destilación
al vacío
La eficiencia del plato fue
menor de lo esperado. Las
copas de los platos en la
columna contuvieron y
operaron cargas bajas de
líquido y con amplias
variaciones en las cargas de
vapor.
Se debe tener cuidado con
la predicción de eficiencia
debida las cargas del
líquido.
Residuo de crudo en los
platos de burbuja de la
columna de destilación
al vacío
Se produjo lloriqueo por la baja
carga de líquido, el cual no
permitió la circulación del
líquido en una sección de
bombeo. Remplazando las
válvulas equipadas con nibs
boca abajo (evitando que se
peguen) con válvulas que están
al ras con el soporte para
resolver el problema.
Evitar que los platos
equipados tengan nibs boca
abajo cuando las fugas del
líquido sean críticas.
Platos de copa en
columna de vacío
Una parte de las válvulas de
tres platos y se abrieron
huecos. Extremos de las
bandejas y bandejas de
distribución fueron soldados.
Se redujo la fuga, la separación
y se mejoró la recuperación de
calor.
La reducción de la válvula
de densidad y la soldadura
de las bandejas pueden
reducir la fuga
10. OPTIMIZACIÓN Y MEJORAS DEL PROCESO DE DESTILACION DE CRUDO
La unidad de destilación de crudo es probablemente el método de separación más
ampliamente empleado en la industria de refino de petróleo, donde el mayor factor de
complejidad es la gran variedad de productos que puede ofrecer, que van desde gases
licuados hasta asfalto. Los equipos utilizados son generalmente grandes debido a la
capacidad típica en una refinería, lo que hace que consuman energía en cantidades
considerables. Además, los productos destilados que se obtienen deben cumplir con unas
restricciones de calidad, lo que obliga a que se deban manejar ciertas condiciones de
operación para alcanzar esos requisitos. Por lo anterior, es de gran importancia la
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optimización en el diseño y operación de estos equipos si se quiere minimizar el consumo
de energía o maximizar los flujos de productos valiosos u otro objetivo específico.
Torres. J.E., et al., reportó el uso y la aplicabilidad de la optimización de procesos con el
lenguaje de modelado GAMS y simulador Simsci Pro/II para una columna de destilación
atmosférica de crudo de cinco productos: nafta, queroseno, diesel, gasóleo y crudo
reducido. La optimización del proceso consiste en maximizar la producción de diesel o
queroseno, sujeto a condiciones de calidad, restricciones hidráulicas, relaciones de
equilibrio, balances de materia y energía. La obtención de los parámetros óptimos es un
proceso iterativo, donde un procedimiento de optimización genera un conjunto de valores
de los parámetros y los alimenta a la simulación que estima el desempeño del sistema,
repitiéndose lo mismo hasta que se satisface el criterio deseado. El propósito de los
metamodelos es aproximar las relaciones entre las variables de salida de la simulación y las
variables de entrada con modelos matemáticos computacionalmente eficientes; otra ventaja
adicional de los metamodelos es la facilidad de ser incorporados a softwares dedicados a la
optimización [42].
En 2011 Benhali Tahar, et al., desarrollaron mejoras al proceso de destilación atmosférica
del crudo por integración de energía mediante la introducción de un destello en el tren de
precalentamiento de un proceso de destilación atmosférica de petróleo, junto con una
introducción adecuada del vapor resultante en la columna; lo que potencialmente podría
suponer un ahorro sustancial de energía, reduciendo el trabajo del horno de
precalentamiento, haciendo algunos prefraccionamientos y reduciendo las irreversibilidades
de la columna.
Una segunda investigación fue realizada en el 2012, manteniendo el rendimiento y las
características del producto sin cambios. El resultado es que la colocación de varios
destellos después de los intercambiadores de calor y la alimentación de las corrientes de
vapor correspondientes a las bandejas apropiadas de la columna, reduce los flujos de reflujo
circulante y el calor traído al tren de precalentamiento. El déficit de calor resultante puede
entonces ser compensado en un intercambiador de calor adicional mediante el uso de calor
de bajo nivel recuperado de los productos de la destilación y/o importados de otros
procesos. El uso de este calor residual reduce el deber del horno por una cantidad
aproximadamente equivalente. La simulación con un diagrama de flujo de ejemplo muestra
que los ahorros en combustible podrían ser alrededor del 21% (Benali et al, 2011).
Ponce G. Marco, et al., desarrollaron en el 2001 un método integral para mejorar el diseño
de columnas de destilación a partir de conceptos de energía, mediante el uso de curvas de
entalpía-temperatura que relacionan la operación simulada con una ideal reversible. Este
método fue aplicado a una torre de destilación en la planta combinada de la refinería de
Tula (México) que consta de 34 platos teóricos, para la cual se demostró que la adición de
un pumparound refleja la reducción en los consumos de energía del orden de 400 millones
de BTU/día, sin detrimento de la cantidad y calidad de los productos destilados.
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Dazi Li., et al, reportaron en el 2009 la aplicación práctica de un IMC (Internal model
control)-PID en una unidad de destilación atmosférica y al vacío. En este estudio se
presenta una estrategia de identificación de sistema en un ciclo cerrado basado en
algoritmos ya reportados. La aplicación del modelo planteado en el estudio permitió
optimizar y ajustar el controlador. Las condiciones antes y después de la optimización
mostraron mejoras en cuanto a la calidad y la relación de reflujo y una reducción en el
consumo de energía.
11. CONCLUSIONES
Una vez abordado el proceso de destilación del petróleo crudo es posible concluir que:
El proceso de destilación, así como las variables críticas ha sido descrito en los trabajos de
investigación estudiados y reportados. Las torres de destilación y su eficiencia condicionan
el funcionamiento y capacidad de operación de la refinería. La alimentación de las
columnas debe estar libre de agua y sales para evitar daños en los equipos. Presiones muy
bajas garantizan buen fraccionamiento en las columnas de vacío. Los malfuncionamientos o
fallas en las columnas de destilación generalmente son debidos a fallas presentadas durante
la operación y no durante el diseño. El cracking térmico dentro de las columnas es
indeseado porque se genera coque que obstruye las tuberías y daña los equipos. La energía
necesaria durante el proceso condiciona la eficiencia de la destilación.
El aprovechamiento al máximo de los recursos tanto energéticos como de materia prima es
un aspecto primordial durante el proceso de fraccionamiento del petróleo, ya que en lo
posible, se debe disminuir la cantidad de combustible usado para la generación del calor
necesario para la separación y además se deben recuperar las fracciones de petróleo hasta
cuando sea rentable.
Debido a las grandes dimensiones de los equipos de las refinerías, se produce un consumo
energético en cantidades considerables y además los productos deben cumplir una
normativa específica de calidad, lo que obliga a que se deban manejar ciertas condiciones
para alcanzar dichos requisitos, por tanto es de gran importancia la optimización del diseño
y operación de los equipos que garanticen minimizar el consumo de energía y maximizar la
producción de los productos.
Para un buen fraccionamiento de los crudos pesados es necesario mejorar las propiedades
físicas que impiden la fácil circulación del fluido, tales como la densidad y la viscosidad, lo
cual se logra al mezclarlos con petróleos de corte más liviano.
La destilación es una de las principales operaciones que permiten obtener derivados de
mayor valor comercial, convirtiéndose en un producto fundamental para el desarrollo de
todos los procesos, por mencionar algunos se encuentra el combustible que emplean loa
autos, aviones o camiones para desplazarse; el asfalto que cubre carreteras y autopistas; el
gasóleo que alimenta la calefacción; los plásticos empleados para la fabricación de
computadoras, juguetes, electrodomésticos; los disolventes que permiten separar un
componente en especial o auxilian algún proceso de producción, entre otros derivados.
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El éxito de la separación y por ende del proceso de refinación depende de la sincronización
entre las variables que afectan la operación, el control de las mismas y su incidencia en el
producto deseado; la presión que se maneja en la destilación no es una propiedad ajena a
esta situación, en torres de destilación al vacío es necesario garantizar las bajas presiones;
caso contrario en las torres de destilación atmosféricas las cuales incluso cuentan con
sistemas de alivio de vacío. Sin embargo, ambas circunstancias guardan en común la
relevancia de la presión y los diversos métodos que se emplean para su control y el proceso
de destilación.
Además, es importante tener en cuenta al momento de llevar a cabo un proceso de
destilación cada una de las variables que pueden influir directamente al deterioro de los
equipos, tener en consideración cada uno de los perjuicios que pueden presentarse y que
contribuirían a la avería de las unidades de destilación, con el fin de evitar el desgaste por
corrosión causado por distintos componentes ya sea ácido nafténico, compuestos de azufre,
ácidos orgánicos y cloruros orgánicos, entre otros, así como los materiales empleados para
la construcción de los diferentes equipos utilizados en la industria petroquímica y los
debidos mecanismos correctivos al momento de presentarse cualquier tipo de anomalía
asociada al desgaste de las unidades del proceso.
Y para finalizar, las simulaciones y los análisis exegéticos sirven para comprender los
fenómenos y los mecanismos de optimización en los procesos de destilación que se llevan a
cabo en la industria del petróleo.
REFERENCIAS
AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. 1951. Progress in petroleum technology. Petroleum
distillatión. Pág. 199-201
Amiya K. Jana, Heat Integrate Distillation Operation, Applied Energy, India, 2010.
Anayansi I., Ruiz. A. El Petróleo y su proceso de refinación. Universidad Tecnológica de
Panamá, 2000.
Cabrera. L., Garcia. O., Gonzalez., R., Rangel. J., Rincón D., Desarrollo de una planta de
destilación, para obtener su máximo rendimiento. Marco Teórico .Mérida. 2012.
Cavado Alberto, Om Neyda, Reyes Yordanka, Chenard Gisel, Rubén Martínez Rubén.
Procesamiento de Crudos Pesados, Aplicando la Tecnología Convencional de Destilación
Atmosférica y de Hidrocraqueo Moderado – ¨Mild Hydrocracking¨ – en la Obtención de
Querosenos para la Aviación. (Octubre, 2005).
Cheremisinoff Nicholas P., Handbook of Chemical Processing Equipment, Chapter 4-
Distillation Equipment, Editorial Butterworth-Heinemann, 2000.
82
INGENIATOR | REVISTA VIRTUAL DE LOS PROGRAMAS DE INGENIERÍA|UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVTURA, SECCIONAL
CARTAGENA | Vol.3, N°5, julio – diciembre del 2012 | ISSN 2027-9396 (en línea) | CARTAGENA, COLOMBIA | PP. 51-84
Dazi Li, Fanyou Zeng, Qibing Jin, Lideng Pan. Applications of an IMC based PID
Controller tuning strategy in atmospheric and vacuum distillation units. Nonlinear
Analysis: Real World Applications. Elsevier 2009.
Errico Massimiliano, Tola Giuseppe , Michele Mascia. 2012. Energy saving in a crude
distillation unit by a preflash implementation, page: 1.
Gary James H., Glenn E. Handwerk, Petroleum Refining - Technology and Economics, 4th
Edition, Editorial Marcel Dekker, Inc, New York, 2001.
Instituto Argentino de la Energía. Manual de combustibles. Refinación. (Septiembre
2008) [En línea] <http://www.iae.org.ar/archivos/educ1202.pdf> [citado el 23 de
noviembre de 2010].
Jennings D. 2000. Petroleum accounting. Principles, procedures and issues. Fifth Edition.
Khairiyah Mohd. Yusof Fakhrikarray & Peter L Douglas. 2003. Development of neural
network models for a crude oil distillation column. Universiti Teknologi, Malaysia.
Kister Henry Z, C. F. Braun, inc, Distillation Operation, Editorial McGraw Hill
Professional, 1990.
Kraus, R.S. Proceso del Refino del Petróleo. Enciclopedia de Salud y Seguridad en el
Trabajo. Capítulo 78: Petróleo y Gas Natural.
La Comunidad Petrolera. Procesos Principales en la Refinación de Hidrocarburos
(Parte II). (Junio 2009). [En línea]. <http://yacimientos-de-gas-
condensado.lacomunidadpetrolera.com/2009/06/procesos-principales-en-la-
refinacion_22.html> [citado el 23 de noviembre de 2010].
Lanza Gerardo R., Picón Manuel C., Jiménez Carlos J. Control Multivariable para una
Planta de Destilación al Vacío de Hidrocarburos. En: INGENIERÍA UC. (Enero-Abril,
2010). Volumen 17. Artículo. pp. 37-45.
Lluch Urpí José. Tecnología y margen de refino del petróleo.. Ediciones Díaz de Santos,
8/09/2008 - 464 páginas
Matiz Damián. 2001. Redes neuronales: conceptos basicos y aplicaciones. Consultado el 24
de noviembre del Perry. 2001. Manual del ingeniero químico. Sexta Edición. Mc Graw-
Hill. Tomo IV, Sección 13-1.
83
INGENIATOR | REVISTA VIRTUAL DE LOS PROGRAMAS DE INGENIERÍA|UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVTURA, SECCIONAL
CARTAGENA | Vol.3, N°5, julio – diciembre del 2012 | ISSN 2027-9396 (en línea) | CARTAGENA, COLOMBIA | PP. 51-84
Montenegro R. 2008. Distillation and Vapor Pressure Measurement in Petroleum Products.
Pág 6- 32.
Phipps M.A., Hoadley, Experiences from using heat integration software to determine
retrofit opportunities within a refinery process, Korean J. Chem. Eng. 20 (2003).
Ponce G. Marco, Salazar S. Daniel. Método integral para mejorar el diseño de columnas de
destilación, a partir de conceptos de ahorro de energía. Revista del centro de investigación.
Universidad de la Salle. Vol 4 Núm 16. 2001.
Raja Kumar More, Vijaya Kumar Bulasara, Ramgopal Uppaluri, Vikas R. Benjara, (2010),
Optimization of crude distillation system using aspen plus: Effect of binary feed selection
on grass-root design, page: 1.
REPSOL. Refinación. Destilación al vacío. (Marzo 2009). [En línea].
<http://www.repsol.com/imagenes/ar_es/cap2mod__71239_tcm15-57103.pdf>
[citado el 23 de noviembre de 2010].
Robert E. Wilson, honorary co-chairmen, Vladimir N. Ipatieff, William M. Burton,
Progress in petroleum technology, Advance in chemistry series Volume 5, American
Chemical Society, 1951.
Speight James G., Baki Ozum, Petroleum Refining Processes, Editorial Marcel Dekker,
Inc, New York, 2002.
Shuncheng JI y Miguel Bagajewicz. 2002. Design of Crude Distillation Plants with
Vacuum Units. I. Targeting. Ind. Eng. Chem. Res. Vol 41, 6094-6099.
Tahar Benali, Daniel Tondeur, Jean Noël Jaubert. An improved crude oil atmospheric
distillation process for energy integration: Part I: Energy and exergy analyses of the process
when a flash is installed in the preheating train. Applied Thermal Engineering. Elsevier.
2011.
Tahar Benali, Daniel Tondeur, Jean Noël Jaubert. An improved crude oil atmospheric
distillation process for energy integration: Part II: New approach for energy saving by use
of residual heat. Applied Thermal Engineering. Elsevier. 2012.
Torres.J.E., Ramírez., Barajas. C., Optimización de columnas de destilación atmosférica de
crudo con metamodelos. 2008.
84
INGENIATOR | REVISTA VIRTUAL DE LOS PROGRAMAS DE INGENIERÍA|UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVTURA, SECCIONAL
CARTAGENA | Vol.3, N°5, julio – diciembre del 2012 | ISSN 2027-9396 (en línea) | CARTAGENA, COLOMBIA | PP. 51-84
Torres Robles R. Castro Arellano J. 2002. Análisis y simulación de procesos de refinación
de petróleo. Instituto Politécnico Nacional, México, primera edición.
Universidad De buenos aires (2007). Procesos de Destilación Atmosférica de Crudos y
al Vacío. Fundamentos del Proceso.
Vassiliou M. S. 2009. The A to Z of the Petroleum Industry. The Scarecrow Press Inc.
Pág 573.
Watkins R.N. Petroleum Refinery Distillation. Atmospheric tower. 1979, Page: 3.
Wauquier J. 2000. Petroleum Refining. Procesos de separación. Instituto francés de
petróleo, Francia, Volumen 2.
Wei Mao, Hongzhu Ma∗, Bo Wang, Performance of batch vacuum distillation process with
promoters on coke-plant wastewater treatment, Chemical Engineering Journal, 2010.
Yasuki Kansha, Akira Kishimoto, Atsushi Tsutsumi. Application of the self-heat
recuperation technology to crude oil distillation. En: Applied Thermal Engineering.
(Octubre 2011). Volumen 43. Articulo . 153-157 p.
Yildirim a Omer , Anton A. Kiss b, Eugeny Y. Kenig , Dividing wall columns in chemical
process industry: A review on current activities, Separation and Purification Technology,
2011.