INDICEI INTRODUCCION1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Prlogo.................................................................................... Jerarqua de funciones ............................................................. Funciones del personal de operaciones ...................................... Productos de las unidades......................................................... Tipos de operacin ............................................................. Tipos de carga a las Unidades ...................................................

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II

FUNDAMENTOS TEORICOS2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 El Petrleo Crudo ................... 15 Importancia de la destilacin ..................................................... 16 Columna de Destilacin Atmosfrica ........................................... 19 Agotamiento (Stripping) ................... 25 Torre de Destilacin al Vaco ...................................................... 26 Acumuladores de Tope .. 28 Bombas . 29 Intercambiadores de Calor . 33 Instrumentacin ... 35 Hornos de Proceso 38

III

DESCRIPCION Y DETALLES DEL PROCESO Y EQUIPOS3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 Sistema de Recepcin de Crudos y Productos ...............................40 Preparacin de Tanques de Alimentacin ..................................... 41 Eleccin de Tanque de Suministro ......................................... Carga a la Unidad ...................................................................... 45 Precalentamiento de Crudo. Circuitos N1 y N2 .......................... Horno de Destilacin Primaria (F-1) ............................................ Unidad de Destilacin Primaria ................................................... Horno de Destilacin al Vaco (F-2) ............................................. Unidad de Destilacin al Vaco .................................................... Agotadores o Strippers ................. Aerorefrigerantes ................. Coalescedores y Deshidratadores ................................................ 58 Drums acumuladores de Tope .................................................... Estaciones de mezclas ............................................................... Tratamiento Custico del Solvente N1 58 Tratamiento Custico del Solvente N3 59 Proteccin contra la corrosin ...................................................... Relacin de lazos de control de UDP/UDV .. Relacin de termocuplas del rea de procesos Relacin de transmisores de flujo

44 46 48 49 54 55 56 57 58 58

60 62 63 64

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3.21 3.22 3.23 3.24

Relacin de Bombas de proceso .. Capacidad de Tanques de Almacenamiento Diagrama de Procesos Destilacin Primaria ... Diagrama de Procesos Destilacin al Vaco .

65 66 67 68

IV

PROCEDIMIENTOS DE ARRANQUE DE LAS UNIDADES4.1 Unidad de Destilacin Primaria Independiente .................................... 69 4.1.1 Instrucciones de Puesta en Marcha.. 69 4.1.2 Inspecciones Preliminares. 4.1.3 Preparacin para alimentar Crudo. 71 4.1.4 Fuentes de Vapor 71 4.1.5 Comprobacin de Prdidas y/o Fugas. 71 4.1.6 Chequeo de vlvulas automticas y lazos de control. 72 4.1.7 Carga de Crudo para recirculacin.. 72 4.1.8 Alineamiento del Sist. e inicio de la etapa de recirculacin en fro. 4.1.9 Puesta en Servicio del Horno F-1.. 74 4.1.10 Elevacin de temperaturas 75 4.1.11 Inyeccin de Vapor Despojante a C-1. 76 4.1.12 Niveles de Agotadores. 76 4.1.13 Bombas de Reflujo de tope y medio. 76 4.1.14 Niveles de acumuladores V-1 y V-2.. 76 4.1.15 Agotador de Solvente C-5.. 77 4.1.16 Agotador de Kerosene C-2.. 77 4.1.17 Agotador de Diesel C-3. 77 4.1.18 Inhibidores.. 78 4.1.19 Fondos de la columna.. 78 4.1.20 Aumento de carga a la Destilacin Primaria. 78 4.1.21 Muestreo.. 78 4.1.22 Integracin con el arranque de la UDV 79 4.1.23 Incremento de carga total a la Unidad.. 80 Arranque de la Unidad de Destilacin al Vaco Independiente 80 4.2.1 Preparacin Preliminar 80 4.2.2 Puesta en servicio del Horno F-2 81 4.2.3 Encendido del Horno. 82 4.2.4 Incremento de carga a la UDV. 83

6 9

73

4.2

V

PROCEDIMIENTOS DE PARADA DE LAS UNIDADES5.1 5.2 5.3 Unidad de Destilacin Primaria y Vaco integradas ............................... Unidad de Destilacin Primaria independiente .............................. .. Unidad de Destilacin al Vaco independiente ............................ .. 85 88 90

VI

OPERACION NORMAL6.1 6.2 6.3 Chequeo de las condiciones de operacin ............................. Inspeccin de Hornos y regulacin de combustin ............................... Chequeo del equipo mecnico .......................................................... 6.3.1 Operacin bombas reciprocantes ... 6.3.2 Operacin Bombas centrfugas . 94 95 99 100 102

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6.6 6.7 6.8

6.9

6.10 6.11

6.3.3 Cavitacin de bombas centrfugas . 6.3.4 Operacin de las bombas de carga. 6.3.5 Lazo de control de distribucin de carga ..... 6.3.6 Op. de la bomba P-22 como booster de las bombas de carga.. Operacin de Intercambiadores de Calor 6.4.1 Procedimiento gral. para sacar de servicio un int. de calor.. 6.4.2 Procedimiento gral. para poner en servicio un int. de calor. Drenaje de Filtros y Acumuladores................................................... 6.5.1 Drenaje del V-1.. 6.5.2 Drenaje del V-2. 6.5.3 Drenaje del V-4 6.5.4 Drenaje de Filtros y coalescedores Muestreo de Productos ................................................................. Sistema de Inyeccin de aminas .. Control del fraccionamiento ........................................................ 6.8.1 Unidad de Destilacin Primaria .. 6.8.2 Unidad de Destilacin al Vaco Operacin de Estaciones de Control Foxboro I/A ............................. 6.9.1 Pantalla P-crudo (Precalentamiento de Crudo).. 6.9.2 Pantalla Horno_F1 (Control de Operacin del Horno F-1) 6.9.3 Pantalla UDP.. 6.9.4 Pantalla Prod_UDP.. 6.9.5 Pantalla Horno_F2.. 6.9.6 Pantalla UDV.. 6.9.7 Pantalla Prod_UDV. ACTIVACION DE LAS SEGURIDADES EN LOS HORNOS F1/F2.. Parmetros de Ctrl. de Soda gastada y agua en Trat. de Solv. N1 y N3

103 107 109 109 109 110 110 111 111 111 111 111 112 112 113 113 117 119 119 119 119 120 120 120 120 120 123

VII

CAMBIOS DE OPERACION7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 Cambio de Operacin Cementos Asflticos de Distinta Penetracin . Cambio de Operacin Residual a Cementos Asflticos ......................... Cambio de Operacin Cementos Asflticos a Residuales ...................... Cambio de Operacin Cementos Asflticos a Asfalto RC-250 ................ Cambio de Operacin Asfalto RC-250 a Cementos Asflticos. ............... Cambio de Operacin Residual a Asfalto RC-250 ................................ Cambio de Operacin Asfalto RC-250 a Residuales ............................. Preparacin de Ronax de diversos grados ......................................... Reformulacin de calidad de Tanques de Asfaltos .............................. 124 126 127 129 131 132 132 133 134

VIII PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA8.1 Falla elctrica ................................................................................. 8.1.1 Corte de corriente total momentneo. 8.1.2 Corte de corriente total prolongado. Falla de Vapor ............................................................................... Relevo de la Vlvula de Seguridad de C-1 ....................................... Falla de la bomba de Carga (prdida de carga)................................ Falla de aire a instrumentos ........................................................... Fuga de crudo por tubos de los hornos ........................................... Incendio ....................................................................................... Terremoto ................................................................................... Emergencias Miscelneas ........................................................... . 135 135 136 138 139 140 141 143 143 144 144

8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9

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IX

REGLAS DE SEGURIDADReglas de Seguridad .................................................................................. 9.1 Reglas Generales de Seguridad y Prcticas Seguras.. 9.2 Principio de Seguridad para Operadores de Procesos ......................... 147 147 148

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CAPITULO I INTRODUCCION

1.1 Prlogo Al Supervisor de Turno-Procesos: Este Manual de Operaciones tiene por objetivo instruir al personal operativo para el desarrollo eficaz de los trabajos a su cargo en el Area de Procesos, que comprende el control y optimizacin de la operacin de las Unidades de Destilacin Primaria y Vaco. En consecuencia, se busca unificar los criterios de trabajo de los responsables de la operacin. Con este fin, se incluye informacin del control de las operaciones, detalles de los equipos, procedimienos de arranque y parada, procedimientos en caso de emergencias, procedimientos de trabajo especiales, etc. Es responsabilidad del Supervisor de TurnoProcesos el conocer al detalle las caractersticas de los equipos que controla y los procedimientos de trabajo descritos en este manual para supervisar con xito el personal a su cargo, as como de su divulgacin entre su personal para mantener un rendimiento ptimo y sostenido de las operaciones en su integridad. Cuando la ejecucin de nuevos proyectos requiera la modificacin adicin de algn procedimiento, ste deber ajustarse a los detalles del proyecto. Las modificaciones debern ser insertadas en el manual mecanizado (archivo manual.doc) e impresos el/los captulos que se modiquen. Este es el caso de los nuevos proyectos que se encuentran en etapas de ejecucin tales como la instalacin de la desaladora, la instalacin de la torre Pre-Flash, Nuevo sistema de Vacio, etc. En lo concerniente al trato con el personal, se deber actuar segn las normas del Reglamento de Trabajo existente, y evitar situaciones de tensin que perjudiquen su desarrollo. El Supervisor de Turno-Procesos desempea un rol muy importante en el desarrollo integral de las actividades diarias de la Refinacin. Es el lder de su equipo y lo conducir a buen trmino dentro de la jornada de trabajo. A los Operadores de Refinera y Equipo Como se menciona, este Manual de Operaciones ha sido preparado para la unificacin de criterios entre los operadores de las Unidades de Destilacin, por lo que deber ser materia de consulta cada vez que se requiera. Se ha includo informacin que se considera importante para los Operadores, y se han actualizado los datos con respecto a la versin anterior del manual. Se ha includo un captulo dedicado a los cambios de operacin, donde se describen los parmetros dentro de los cuales el operador debe maniobrar para lograr el cambio exitoso de operacin con las calidades de los productos en especificacin y en el menor tiempo posible. Recuerde que el trabajo en equipo ayudar a alcanzar mejores logros, y que las experiencias operativas deben compartirse para que los problemas tpicos particulares de cada emergencia no se repitan, y se est cada vez mejor preparado para afrontarlas.

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1.2 Jerarqua en las funciones En operacin normal, los Operadores debern recibir todas las rdenes directamente del Supervisor de Turno-Procesos. Las indicaciones para los cambios de operacin se dan por intermedio del Supervisor de Turno-Procesos quien a su vez habr recibido las indicaciones de su Jefe inmediato, el Jefe de la Unidad Operaciones. Supervisor de Turno-Procesos.- En operacin normal, todas las rdenes debern recibirse del Jefe de la Unidad Operaciones, Jefe de Departamento Refinacin o Gerente de Refinera Conchn, en ese orden. Cuando se reciban directamente de los dos ltimos, debern comunicarse a la brevedad al Jefe de la Unidad. Las rdenes recibidas de terceros que no estn en la lnea de mando directa, se pondrn en prctica antes o despus de ser comunicadas al Jefe de la Unidad Operaciones y coordinada con l su ejecucin. Debern considerarse las sugerencias que tiendan a mejorar la calidad de trabajo, y prevenir accidentes o situaciones peligrosas para el equipo y/o personal bajo su cuidado. Operador de Planta.- Recibirn rdenes exclusivamente del Supervisor de TurnoProcesos. Operador de Equipos.- Recibirn rdenes exclusivamente del Supervisor de TurnoProcesos o Operador de Planta. Decisiones de Operacin En el caso de situaciones de emergencia que pongan en riesgo la continuidad de la operacin de la Refinera, el Supervisor de Turno-Procesos decidir segn su criterio las acciones a seguir antes o despus de ser comunicadas al Jefe inmediato segn jerarqua establecida. En el caso de situaciones previsibles que puedan ocasionar una parada de Planta es deber del Supervisor de Turno-Procesos avisar al Jefe de la Unidad Operaciones o en su ausencia al Jefe de Departamento Refinacin o al Gerente de la Refinera en ese orden para solicitar su autorizacin en caso de requerirse parar la Planta.

1.3 Funciones del Personal de Operaciones 1.3.1. Jefe de Unidad Operaciones Es el responsable del desempeo de su personal a su cargo e imparte las rdenes necesarias para mantener su adecuada marcha operativa, tcnica y administrativa.

1.3.2. Supervisor de Turno-Procesos Supervisa el funcionamiento de las Unidades de Proceso de la Refinera, segn el Programa Semanal de Operaciones e instrucciones del Jefe de Unidad Operaciones. Son obligaciones del Supervisor de Turno-Procesos: Conocer las clusulas del convenio colectivo del trabajo que sean necesarias para el trato con el personal y asimismo la descripcin de puestos del personal a su cargo.

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Atender con inters cualquier queja del personal y darle la solucin pertinente. En caso contrario, transmitirla segn jerarqua establecida para el mismo efecto. Incentivar en el personal el respeto y cumplimiento de las Normas y Reglas de Seguridad. Verificar que todos los movimientos sean efectuados fsicamente por los Operadores titulares de cada rea. Peridicamente el Supervisor de TurnoProcesos recalcar al personal operativo las labores inherentes al puesto que desempea. Capacitar a su personal e impartirles charlas informativas o de capacitacin sobre los nuevos proyectos a realizar o algn tpico particular sobre las operaciones.

1.3.3. Operador de Refinera El Operador de Refinera tiene bajo su cargo la operacin de las Unidades de Proceso y el manejo de las estaciones de control Foxboro AW51 y WP51. Recibe diariamente del Supervisor de Turno-Procesos las instrucciones de operacin concernientes al tipo de crudo procesado, tanque de suministro, cambios de tanque se suministro o de operacin, y maniobras especiales o rutinarias a realizar. Como estas instrucciones no cubren todas las situaciones especficas que se puedan encontrar, el operador debe complementarlas con buen juicio y experiencia. En el caso que considere que una instruccin pueda conllevar riesgos de seguridad u otras razones, consultar con el supervisor las dudas a fin de obtener las mejores instrucciones de cmo proceder ante eventos especficos. Sin ser excluyentes el Operador de Planta tiene bajo su responsabilidad las siguientes tareas bsicas. Tareas preliminares

a. Recibe del Operador de Refinera del turno anterior las indicaciones de lasocurrencias operativas (tipo de corrida, tipo de crudo procesado, calidad de productos, etc.) y trabajos de mantenimiento en ejecucin.

b.

Lee los reportes de calidad de productos y su libro de ocurrencias para enterarse del detalle de incidencias. Solicita al Ing. de Turno instrucciones sobre la operacin que se desarrollar, y le informa de cualquier anomala detectada o problema crtico cuya solucin requiera su coordinacin. As tambin escribe en el libro de ocurrencias las incidencias correspondientes a su turno.

c. Da su vuelta de rutina inspeccionando equipos tales como: Operacin de hornos F-1 y F-2. (Chequea llama de los quemadores, diferenciales vapor/combustible, presin de combustible en el campo,etc.) Operacin de bombas de proceso. Alineamiento de sistemas de produccin. Alineamiento de circuitos especiales de produccin (Asfaltos va estaciones de mezcla, corridas de solvente N 1 y N 3). Lee los reportes de calidad de productos y su libro de ocurrencias para enterarse

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Monitoreo y Control de Variables de Proceso a. Chequea en las estaciones de control las variables del proceso de refinacin como: Perfil de temperaturas de precalentamiento de crudos. Presiones de los circuitos de precalentamiento de crudo. Perfil de temperaturas de hornos F-1/F-2. Perfil de temperaturas de columnas C-1/C-6. Niveles de columnas C-1/C-2/C-3/C-5/C-6. Niveles de acumuladors V-1/V-2,V-4. Flujos de corrientes de proceso y productos terminados. Presiones de columnas. b. Verifica el control de las variables de operacin en las estaciones Foxboro, accesando en cada lazo de control y ajustando los valores de setpoint deseados. Coordina las acciones correctivas que cada caso requiera. Por ejemplo, si detecta que el nivel de un recipientes est lleno y la vlvula automtica indica 100% abierta, enva a su Operador de Equipos a chequear si la bomba no est cavitando, o a abrir el by-pass de la vlvula de control, etc. Por su parte el Operador de Refinera chequear la variable que pudo causar dicha perturbacin. c. En funcin al tipo de crudo procesado, realiza las correcciones en las condiciones de operacin de UDP/UDV para alcanzar los objetivos de calidad de productos y los rendimientos deseados. Efecta los cambios de condiciones de operacin para la ejecucin de las diversas corridas de produccin solicitadas por el Supervisor de Turno-Procesos, con el objetivo de minimizar el tiempo de ajuste y obtener el producto en la especificacin deseada. Lograda la estabilizacin de la Unidad y la calidad del producto, coordina con el Operador de Movimiento de Productos su alineamiento al tanque de produccin y comunica al Supervisor de Turno-Procesos. d. En los cambios de tanque de suministro indicados por el Supervisor de TurnoProcesos, coordina con el Operador de Equipo la ejecucin de acciones tpicas de campo orientadas a controlas y estabilizar la Unidad en situaciones de operacin normal y/o emergencias, de acuerdo a procedimientos establecidos en el captulo VIII sobre procedimientos de emergencia. e. Realiza ajustes de variables desde el panel el control para las siguientes acciones de emergencia: Accesa el lazo de control de carga a la Unidad para la puesta en servicio de las bombas de carga, y/o puesta en servicio de la bomba P-1 A en los casos de corte de corriente. Accesa el lazo de control de las vlvulas automticas de los hornos F-1 y F-2 para el encendido de los hornos despus de un corte de corriente. Accesa los lazos de control de niveles de fondos de columnas C-1 y C-6 para el control de los niveles de fondos. Accesa el lazo de control de carga a la unidad para corregir las variaciones que hubiera.

f.

Reporta al Supervisor de Turno-Procesos de cualquier anomala en la UPS y dems perifricos del sistema de control (vibracin en pantallas, bloqueo del

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sistema, etc) Confeccin de Reportes de Control

a. Es responsable del control de horas trabajadas de equipos rotativos. b. Responsable de mantener actualizada la impresin de reportes de condicionesde operacin del sistema de control.

c. Reporta los datos recibidos de laboratorio de calidad de productos.Otros trabajos de su responsabilidad

a. Conocimiento al detalle de los procedimientos de arranque y parada deUnidades, y maniobras de emergencia, para ejecutar las acciones requeridas con oportunidad y de forma eficiente, y de acuerdo a los procedimientos establecidos.

b. Control del envo de muestras rutinarias al laboratorio, y efecta seguimiento alos resultados de las mismas. Ejecuta las correcciones en las condiciones de operacin necesarias y enva muestras posteriormente para verificar se alcance el objetivo de la correccin.

c. Analiza los reportes del gastado de soda y pH y coordina con el Operador deequipos los cambios de soda y agua requeridos en los equipos de tratamiento custico C-4, V-3, D-126, D-127.Opera los controles de la Unidad de Destilacin Primaria y Destilacin al Vaco, para lo cual manipula parmetros de operacin como: flujos, temperaturas, presiones, niveles, etc., con la finalidad de optimizar las condiciones de operacin y asegurar la calidad de los productos obtenidos. Este procedimiento lo hace impartiendo rdenes y supervisando al operador III de Equipo.

d. Conocimiento al detalle de todas las modificaciones que se ejecutan a travs delos proyectos y su adecuada puesta en servicio as como su control.

e. Elabora y controla la ejecucin los permisos de trabajo en el rea bajo suresponsabilidad.

1.3.4 El Operador de Equipos El operador de Equipos desarrolla su labor en las reas de UDP y UDV en turnos rotativos, ejecutando los movimientos de campo que se requieren para mantener bajo control las condiciones de operacin de la Unidad. Dentro de sus actividades estn la limpieza de hornos de proceso, el muestreo de productos, lubricacin de equipos rotativos, drenajes de drums acumuladores y filtros, alineamiento de sistemas para los cambios de produccin, cambio de bombas, cambio de soda y agua en los drums de tratamiento custico, preparacin de productos qumicos y control de la inyeccin de aminas al tope de las columnas C-1 y C-6, realiza maniobras de alineamientos en las emergencias, etc. Sin ser excluyentes a continuacin se resumen las tareas bsicas del puesto.

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Tareas Preliminares

a. Recibe la guardia del turno saliente, enterndose de las incidencias msimportantes del turno anterior, los tanques donde estn alineados los productos, el/los tanques de suministro, los problemas operativos y de mantenimiento, y los trabajos que estn en ejecucin.

b. Lee las ocurrencias del libro de reporte del Operador de Equipos, y realiza suvuelta de rutina inspeccionando qu bombas estn en servicio y cmo estn alineados los sistemas. Se apoya para el chequeo de las condiciones de operacin de los datos de las estaciones de control Foxboro I/A. Muestreo

a. Muestreo de la soda de los Drums C-4 y D-126 para su anlisis en laboratoriogastado, y de acuerdo a recomendacin de laboratorio, realizar el cambio de soda en coordinacin con el Operador de Movimiento de Productos.

b. Muestreo de agua de V-3 y D-127, cambio de agua de acuerdo arecomendacin de laboratorio.

c. Muestreo de agua del V-1 y V-4 para anlisis del ph y regulacin de la bombade inyeccin de aditivos.

d. Muestreo de rutina de productos blancos, negros y muestreos a solicitud delOperador de Planta. En caso del kerosene, diesel y solvente observar la apariencia opaca del producto y/o contaminacin, y comunicar de inmediato al Supervisor de Turno-Procesos u Operador de Planta para que se tomen las acciones correspondientes para el cambio de tanque de produccin respectivo.

e. Efecta los anlisis de API en el laboratorio de Planta requeridos para lascorreciones de condiciones de operacin rpidas. Chequeo de equipos rotativos y lubricacin

a. En su vuelta de rutina verifica el nivel aceite de las cajas de cojinetes de lasbombas centrfugas, lubricadores de las bombas reciprocantes, nivel de aceite en reductores de los aerorefrigerantes. Adiciona aceite a los tricos de las bombas centrfugas y chequea la operatividad del trico.

b. Revisa el alineamiento del agua de enfriamiento a los sistemas de refrigeracinde las bombas centrfugas y regula su flujo.

c. Revisa el alineamiento del sistema de flushing al sello mecnico de las bombasy regula su flujo.

d. Revisa el alineamiento del vapor al quench del sello mecnico de las bombas defondos de UDP y UDV y regula su flujo para mantener una presin mxima de 10 psig.

e. Reporta al Operador de Planta e Supervisor de Turno-Procesos sobre cualquiervibracin anormal detectada en las bombas o fuga por el sello mecnico de las

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mismas para que se proceda a su intervencin.. Drenaje de Equipos

a. Controla el drenaje de los acumuladores V-1 y V-2. Verifica el funcionamientode la vlvula automtica LC-6 (drenaje de agua del V-1 al desage industrial), as como de la vlvula automtica de drenaje del V-2 al desage industrial. En caso de obstruccin de las lneas realiza su limpieza desarmndolas.

b. Controla el drenaje del agua acumulada en filtros de sal y coalescedores D-120,D-122, D-123, D-124.

c. Cuando se realizan los cambios de soda y agua de los drums C-4, V-3, D-126,D-127 drena el agua y la soda al sistema del separador API en coordinacin con el Operador de Movimiento de Productos. Preparacin y dosificacin de productos qumicos

a. Verifica el nivel de producto qumico en los drums respectivos y prepara elbatch de acuerdo a la dosificacin indicada por Ingeniera de Procesos. Chequea la operacin de las bombas de inyeccin de aditivos.

b. De acuerdo a los resultados de laboratorio del anlisis del pH del agua de losacumuladores V-1 y V-4, regula la carrera de las bombas de inyeccin para mantener el pH del agua de los acumuladores en 6.5 a 7.0. Preparacin de reportes

a. Llena en cada turno el reporte de control de corrosin y combustin enUDP/UDV, donde consigna la altura de los cilindros, la limpieza de quemadores, y el exceso de oxgeno.

b. Llena en cada turno el reporte del Operador de Planta (Balance Diario deProduccin), donde consigna los volmenes de carga/produccin y el consumo de combustible en los hornos.

c. Llena en cada turno el reporte de control de horas trabajadas de equiposrotativos.

Limpieza de hornos de proceso

a. Inspeccin de rutina de quemadores. Limpieza de quemadores obstruidos(coque formado en las boquillas y en los tazones) o con llama deficiente. Regulacin de quemadores ajustando el flujo de combustible/vapor individualmente a cada quemador. Cambio y desarmado/limpieza de quemadores en caso ser necesario.

b. Deshollina una (1) vez por turno los tubos de la zona convectiva del horno F-1,realizando previamente las maniobras de purga del condensado de la lnea de vapor de limpieza.

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Maniobras de campo

a. Pone en servicio la bomba P-7 para inyectar gasleo/solvente/kerosene a lasestaciones de mezcla de la planta, de acuerdo a las corridas de produccin, a solicitud del Operador de Planta.

b. Realiza los cambios de bombas centrfugas/reciprocantes de acuerdo a lascoordinaciones con el Operador de Planta. Tambin entrega los equipos rotativos a mantenimiento.

c. Verifica el alineamiento de los circuitos en los cambios de operacin. En loscasos de emergencias diversas acta de acuerdo a los procedimientos de cortes de corriente, falla de aire de instrumentos, etc.

d. En los arranques y paradas de planta, realiza las maniobras de campo que serequieren para la puesta en servicio de lneas, bombas, equipos, hornos, etc., de acuerdo al procedimiento descrito en el manual de operaciones de la planta. As tambin ejecuta las maniobras de vaporizacin de equipos y lneas.

e. Realiza la limpieza de planta y equipos a su cargo. f. Apoya al Operador de Planta e Supervisor de Turno-Procesos en maniobras a susolicitud.

g. Velar por el Orden y Limpieza del rea de procesos.Control de Permisos de Trabajo

a. Elabora de permisos de trabajo en fro y en caliente en el rea bajo suresponsabilidad, y en sus vueltas de rutina verifica el avance de los trabajos. En caso de detectar alguna anomala en los trabajos realizados informa al Operador de Planta e Supervisor de Turno-Procesos.

b. Recibe el trabajo terminado correspondiente a los permisos de trabajo.1.4 Productos de las Unidades Las Unidades que conforman el rea de Procesos de la Refinera Conchn son: Unidad de Destilacin Primaria, Unidad de Destilacin al Vaco y Unidad Despojadora (actualmente en desuso). Hasta el ao 1994 la capacidad de procesamiento de la Unidad de Destilacin Primaria era mximo de 6.7 MBD de Crudo Mezcla, y la de Destilacin al Vaco de 4.4 MBD de Crudo Reducido. Luego de la implementacin de proyectos como cambios de bombas, lneas de procesos, instalacin de zona convectiva en el horno F-1, Proyecto de Modernizacin de la instrumentacin de Refinera Conchn, repotenciacin del tren de intercambio de calor, etc. a partir de 1,997 se ha ido logrando incrementar la carga desde niveles de 6,700 hasta 12,000 BPD que se procesan en la Unidad en forma sostenida. Los productos que se obtienen de la Unidades de Destilacin Primaria son: Gases Incondensables de Tope, descargan a la atmsfera.

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Gasolina Liviana de V-2, al pool de tanques de Gasolina Primaria. Gasolina de V-1, al pool de tanques de Gasolina Primaria. Solvente N1, a tanques de almacenamiento de Solvente N1. Solvente N3, a tanques de almacenamiento de Solvente N 3. Solvente RC, a tanques de almacenamiento para formulacin de Asfalto Lquido, a tanques de almacenamiento. Solvente pesado, con punto de inflamacin alto, que se alinea al kerosene y/o al pool de residuales cuando los tanques de solventes estn llenos. Kerosene, a tanques de almacenamiento. Diesel, a tanques de almacenamiento. Crudo Reducido/Residuales, carga a la Unidad de Vaco o a tanques de almacenamiento pasando por las estaciones de mezcla.

Los productos que se obtienen de la Unidad de Destilacin al Vaco son: Gases incondensables de Tope, descarga a la atmsfera va K.O.Drum. Nafta de V-4, se alinea al pool de diesel. Gasleo Ligero, a pool de Diesel. Gasleo Pesado, usado para la formulacin de Residuales o asfaltos. Residuo de Vaco, a tanques de almacenamiento de residuales va estaciones de mezclas. Asfaltos, a tanques de almacenamiento de Asfaltos 40/50, 60/70, 85/100, 120/150. El asfalto se obtiene del procesamiento de Crudo Mezcla (75% Crudo Loreto Oxy y 25 % Base Asfaltica de Refinera Talara). Bajo este esquema se preparan el Asfalto 40/50, 60/70, 85/100 y 120/150. Base Asfltica, usada para la formulacin de Asfaltos lquidos con inyeccin de solvente va estacin de mezclas. Bajo este esquema se preparan el Asfalto RC-70, y RC-250. En elcaso de la formulacin de MC-70 se usa la base mezclada con kerosene. Base Asfltica, para formulacin de Ronax 250,500,800 mezclando la base asfltica con Aceite Lubricante DL-8000 en proporcionaes establecidas.

1.5

Tipos de Operacin El procesamiento de Crudos bajo parmetros propios al tipo de operacin, permiten la produccin de Residuales, Cemento Asfltico de diversos grados y Asflto Lquido RC-250, y se muestra en la tabla a continuacin: OPERACION RESIDUAL (2) R-6 Crudo Ecuatoriano Crudo Loreto Crudo Loreto + Ecuatoriano Crudo Guafita Crudo Loreto + Res. Asfltico NO SI NO SI NO RCI NO SI NO SI NO ASFALTOS (1) Diversos Grados SI NO SI SI SI RC250 NO SI NO SI NO

Tipo de Crudo

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1.6

La produccin de Asfaltos de diversos grados: 40/50, 60/70, 85/100 y 120/150 tipifica la operacin. Ejem.: Tipo de Operacin (Operacin Asfalto 40/50). (2) En casos de excepcin se procesa Crudo Ecuatoriano y/o Crudos Mezcla para formular Residuales y/o RC-70/250 Tipos de Carga a Unidades Histricamente la Refinera Conchn, durante la gestin de Conchn Chevron proces crudos livianos (30 a 36 API) y crudos pesados (12 a 15 API) para la preparacin de Residuales, Asfaltos y Derivados. En la gestin de Petrleos del Per S.A. se proces crudos diversos: Crudo Ecuatoriano, Crudo Loreto (Oxy, Lote 8, Liviano), mezcla de crudos y mezclas de Crudo Loreto con Residual Asfltico de Talara proveniente del Crudo HCT ONO. Recientemente, en Enero 1999 se proces el crudo Guafita, crudo liviano por naturaleza (API 29) que dio resultados para la formulacin de Asfaltos. Se encuentra en etapa de evaluacin su uso alternativo con mezclas de otros crudos.

(1)

Tabla 1. Procesamiento Crudos/Mezclas de Crudo en Refinera Conchn Tipo de Crudo Crudo Liviano Crudo Boscan Unidades en Servicio UDP con UDV UDP sola Precalentador y Unidad Despojadora. Crudo Boscan 12-15 Unidad de Vaco Crudo Ecuatoriano 25-28 UDP con UDV Crudo Loreto Lote 8 23-25 UDP con UDP Crudo Loreto OXY 20-21 UDP con UDV Mezcla 75% OXY 18.8-19.6 UDP con UDV Con 25% Base Asf. Base Asfltica 15 UDV Crudo Guafita 28.5-29 UDP con UDV API 30-36 12-15 Operacin Residual, RC-250 Residuales Asfaltos. Residuales, Asfaltos, Asfalto RC. Residuales, Asfalto RC Residuales, Asfalto RC Asfaltos Asfaltos Residuales, Asfaltos

Actualmente para la preparacin de Cementos Asflticos se procesa crudo mezcla de composicin Crudo Loreto Oxy 75% y Residual Asfltico 25%. La base asfltica o residual asfltico enviada de Refinera Talara viene con 18% de kerosene. Es importante conocer con la anticipacin debida los crudos usados en Refinera Talara para la produccin de la Base Asfltica, y de esa forma preveer su influencia en la calidad del Asfalto producido. En el procesamiento de Crudo OXY puro, si bien se logra la especificacin de penetracin y viscosidad, en la prueba de ductilidad despes de pelcula fina no se alcanza los valores de especificacin, por lo que imposibilita su uso para la produccin de Cementos Asflticos. Esta caracterstica del asfalto se corrige con la preparacin de mezclas de crudo OXY con Base Asfltica, para obtener los cementos asflticos en especificacin. Para el caso de los Asfltos Lquidos como no se requiere esa especifiacin, se usa el Crudo OXY.

Tabla 2.Mezclas Procesadas para produccin de Asfaltos en Refinera Conchn Tipo de Crudo Crudo Ecuatoriano Crudo Loreto Lote 8 1 80 2 3 4 N de Mezcla 5 6 7 8 60 15

9

10

11

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Crudo Loreto OXY Crudo Loreto Liviano Crudo Reducido Base Asfltica Crudo Guafita

20

70

70 75 60

60

60 15 25

40 60 100 100

30

30 25 40 20

25

El procesamiento de las diversas mezclas de Crudo nos da una pauta de la flexibilidad operativa de nuestras Unidades orientadas actualmente a la produccin de Asfaltos en sus diversos grados. La mezcla 2 se proces cuando la Base Asfltica era enviada de Refinera Talara con Gasleo (sin material de corte cuya componente craqueado afecta la calidad del asfalto). En la mezcla 3 la base asfltica vena mezclada con diesel. En la mezcla 4 la base asfltica enviada es mezclada con kerosene. Las mezclas de Crudos 3, 4 y 7 son las alternativas de procesamiento de mejor estabilidad en la operacin y mayor rendimiento de asfaltos. En corridas de prueba realizadas en 1,995 se se obtuvieron niveles de carga de 6,700 BPD sostenidos procesando una mezcla constituda por 25 % de Base Asfltica (mezclada con kerosene), 15 % de Crudo Loreto Liviano y 60% de Crudo Loreto Oxy (Mezcla 7). Los asfaltos provenientes de crudo OXY se usan para la preparacin de los Asfaltos lquidos de curado rpido RC-70, RC-250 (con inyeccin de solvente), y en la preparacin de Asfaltos lquidos de curado medio MC-30 (con inyeccin de kerosene). En la preparacin de Ronax 250, 500 y 800 se usa asfaltos slidos provenientes de crudo mezcla Es necesario recalcar que para obtener cargas altas en Refinera Conchn procesando la mezcla descrita anteriormente se precalent el Crudo en los precalentadores de succin de los tanques de alimentacin hasta 110 a 130F. Actualmente a los niveles de carga de 12,000 BPD se mantiene la composicin de las mezclas necesarias para la formulacin de Asfaltos.

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CAPITULO II FUNDAMENTOS TEORICOS 2.1 EL PETROLEO CRUDO El Petrleo Crudo, como viene de los pozos, rara vez puede usarse directamente. Su mrito consiste en los muchos derivados que se pueden elaborar a partir de l, en una Refinera Complejo Petroqumico. La obtencin de los productos deseados se hace posible por medio de un proceso bsico denominado destilacin. El origen de la palabra Petrleo proviene de dos palabras latinas: Petra (roca) y Oleum (aceite). Se ha establecido que el Petrleo Crudo es una mezcla compleja de compuestos llamados hidrocarburos dentro de los cuales pueden ser parafnicos, naftnicos, aromticos y heterocclicos, con propiedades fsicas y qumicas variadas (peso molecular, punto de ebullicin, etc.), y cuya separacin en una columna de destilacin se basa en los rangos de ebullicin de las fracciones de petrleo a separar. En la prctica se destila el crudo no para obtener componentes puros si no cortes que representan mezclas de hidrocarburos multicomponentes que poseen propiedades y caractersticas ms uniformes dentro de un determinado rango de temperaturas de ebullicin. Los hidrocarburos son denominados as porque estn constituidos principalmente de Carbono e Hidrgeno, aunque tambin se encuentran pequeas cantidades de Azufre, Oxgeno y Nitrgeno, dependiendo de su origen. Esos cortes son considerados como mezclas homogneas de hidrocarburos, es decir que cada galn de ella tiene las mismas propiedades fsicas. Tipos de Petrleo Crudo Esta clasificacin est basada en las relativas cantidades de ceras parafnica y asfalto presentes en el petrleo Base parafnica Base Mixta Base Asfltica

Series de Hidrocarburos Los compuestos de hidrocarburos que se encuentran en el petrleo pertenecen a varias series o familias de hidrocarburos entre los que mencionamos: Parafinas. Son cadenas de carbono sin ramificaciones, son compuestos estables, pueden ser saturados insaturados. Iso-parafinas. Son cadenas de carbono ramificadas, ejemplo: el isobutano, isopentano, etc. Compuestos que pueden tener la misma frmula que la parafina normal, pero tienen distintas propiedades fsicas. Olefinas. Son cadenas de carbono con dobles enlaces insaturados. Su estructura

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insaturada contribuye a que sean compuestos menos estables y de mayor reactividad qumica. Naftnicos (Parafinas cclicas). Contienen cinco a seis tomos de carbono en un anillo. Los ms comunes son el ciclopentano y el ciclohexano. Se encuentran en cantidades considerables en las gasolina y son valiosos por su habilidad para convertirse en hidrocarburos aromticos con un octanaje de alrededor de 100. Estas gasolina constituyen la carga para un reformador cataltico. Aromticos. Compuestos con seis tomos de carbono en un anillo con tres enlaces conjugados. Su produccin ha sido importante por el incremento de la demanda de gasolina de alto octanaje para automviles y gasolina de aviacin, adems de la fabricacin de productos qumicos.

2.2

IMPORTANCIA DE LA DESTILACION En nuestra refinera en la Destilacin Primaria se obtienen los siguientes productos: Gases incondensables, Gasolina, Solvente, Kerosene, Diesel, Residuales; mientras que en la destilacin al vaco se obtienen nafta de vaco, gasleo liviano, gasleo pesado y los asfaltos residuales. Algunas refineras obtienen adicionalmente un corte de gasleo atmosfrico (AGO), adems de un corte de Slop Wax en la Unidad de Vaco Cada uno de estos productos es una mezcla que contiene muchos hidrocarburos puros. Algunos de ellos como el kerosene y el diesel pueden venderse directamente al consumidor. Otros como la gasolina se mezclan con otros componentes (gasolinas craqueadas y Plomo Tetraetlico) para alcanzar especificaciones de octanaje para su venta, otros destilados como los gasleos se utilizan como alimentacin a Unidades de Craqueo Cataltico en otras Refineras. Mediante el control adecuado de los procesos de destilacin se pueden elaborar productos refinados que satisfagan especificaciones bastante rgidas tales como punto de inflamacin, rango de ebullicin, viscosidad, etc.

Estados de la materia Al tratarse de la destilacin, se usan frecuentemente los trminos vapor, lquido y gas. Por esto es necesario saber la diferencia fsica entre los estados de la materia como son: lquido, gas y slido. Los elementos que componen la materia estn clasificados en dos grupos: slidos y fluidos. Los fluidos estn divididos en lquidos y gases. Los slidos se caracterizan por tener una forma definida lo cual es relativamente difcil de cambiar. En cambio la forma de un fluido puede cambiar permanentemente en respuesta a la ms pequea influencia. Es interesante hacer notar, que un lquido a pesar de fluir fcilmente, tiene un volumen definido que no cambia con facilidad. Por el contrario, un gas es afectado por la ms mnima fuerza ejercida sobre l, para cambiar su volumen. En otras palabras, un gas ocupa el volumen completo de cualquier recipiente que lo contenga. Las molculas de un lquido estn estrechamente ligadas entre s y se atraen las unas a las otras, debido a las fuerzas de cohesin que poseen. Estas fuerzas se oponen a las fuerzas exteriores que tienden a separar las molculas pero permiten un rozamiento entre las mismas. La resistencia de estas molculas a deslizarse entre s se llama viscosidad, la cual

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le da resistencia del fluido a cambiar de forma (fluir). Las molculas de un gas estn separadas por distancias muy grandes y se mueven libremente en el espacio. La fuerza de atraccin entre ellas es mnima. Por otra parte las molculas de un slido estn fuertemente ligadas entere s. Su fuerza de atraccin es mucho mayor que los lquidos. Ordinariamente las palabras gas y vapor se emplean indistintamente, sin embargo, en las operaciones de refinacin, la palabra gas se aplica a aquellos fluidos que son difciles de condensar, mientras que la palabra vapor se aplica a los fluidos que pueden ser condensados a temperaturas ordinarias. Los productos elaborados por destilacin estn generalmente en estado de vapor lquido. Calor y Destilacin El calor es tan necesario para la destilacin como lo es el catalizador para ciertos tipos de reacciones qumicas. El calor es el medio con el cual se alcanza la temperatura necesaria para que se realice la destilacin. Como cualquier propiedad fsica, el calor tiene unidades de medicin definidas en la misma forma que lo tiene el peso, la longitud, la viscosidad, etc. La unidad de calor comnmente usada en la industria del petrleo es el BTU. Se define como la cantidad de calor necesaria para elevar 1F la temperatura de una libra de agua. Por ejemplo si calentamos 5 libras de agua de 50 a 60 F se ha aadido 5 x (60-50)= 50 BTU de calor. Presin y Destilacin La presin tambin tiene un efecto importante en la destilacin. En los procesos de destilacin, la condicin bajo la cual funciona la torre cae dentro de uno de estos grupos: destilacin a presin atmosfrica, destilacin al vaco o destilacin a mayores presiones. Debido a que se usa la presin atmosfrica como presin de referencia, se debe considerar los factores que establecen la presin atmosfrica. Se sabe que la atmsfera se compone principalmente de oxgeno y nitrgeno. Estos gases se mantienen sobre la superficie de la tierra por la fuerza de gravedad. La presin en la superficie es debido al peso de estos gases. Esta presin atmosfrica es de aproximadamente 14.7 lbs/pulg2 a nivel del mar, y es equivalente al peso de una columna de agua de 34 pies de altura. Esta presin sin embargo es diferente a diferente altura. Por ejemplo en lugares como la sierra la presin atmosfrica ser ligeramente menor. Si tomamos en cuenta que el punto de ebullicin de un lquido cambia con la presin, a ms altas presiones los lquidos hervirn a mayores temperaturas, mientras que a presiones ms bajas los lquidos hervirn a menores temperaturas. Presin de Vapor Se ha visto que las molculas de los gases estn constantemente en una especie de movimiento desordenado, mientras que las molculas de los lquidos, aunque tambin en movimiento ocupan un volumen fijo. Sin embargo, se sabe que cuando un liquido (como el agua o la gasolina por ejemplo) es expuesto al aire en un recipiente abierto, se vaporiza y

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desaparece. La explicacin de esto est en las molculas de los lquidos (las cuales siempre estn en movimientos rpidos) se desprenden de la superficie del lquido y salen al aire. Si el recipiente es calentado, el lquido se evapora mas rpidamente porque el calor causa un aumento en la velocidad con que se mueven las molculas y mayor cantidad de ellas escapan al aire. Cuando se tiene un lquido en un recipiente cerrado, comienzan a desprenderse molculas de la superficie del liquido hasta que llega un momento en que se equilibra la cantidad de molculas que escapan del liquido con las que vuelven a l. Si en este momento se coloca un manmetro y se lee la presin existente a esta se le denomina Presin de Vapor. Cuando el nmero de molculas que escapan del lquido como vapor es igual al nmero de molculas que se convierten de vapor en lquido, existe un estado de equilibrio lquidovapor. Este estado de equilibrio existe hasta que se aade ms calor al sistema, cambiando a un nuevo estado de equilibrio a mayor temperatura. Esta adicin de calor incrementa la presin de vapor. Cuando un liquido se calienta hasta que comienza a hervir y a desprender vapores, a esta temperatura se le llama Punto de ebullicin del lquido. Si el liquido contina hirviendo, la temperatura se mantendr constante. El agua por ejemplo hierve a 212 F a presin atmosfrica. En los hidrocarburos, el metano tiene mayor presin de vapor que el etano, el etano mayor presin de vapor que el propano, y as sucesivamente. Si en un recipiente se tiene una mezcla de metano y butano, el metano se separa rpidamente de la mezcla debido a la gran diferencia existente entre las presiones de vapor de ambos. Presin parcial Supongamos que un recipiente cerrado contiene iguales cantidades de dos clases distintas de molculas, tales como vapor de agua y kerosene vaporizado, con la diferencia que una pesa ms que la otra. Imaginemos que estas molculas fueran como pelotas de ping pong de diferentes colores, blancas las de vapor de agua y negras las de kerosene. Supongamos que la presin del recipiente es de 10 psig. qu es lo que causa la presin? Primero el vapor de agua y el kerosene se han calentado. El calor es energa, por lo tanto, la energa ha sido transmitida a las dos sustancias y esto causa como resultado un movimiento rebote de sus molculas (pelotas de ping pong en el ejemplo) contra las paredes del recipiente. Mientras ms rpido rebotan, ms presin es ejercida contra las paredes del recipiente. Si hubiera 500 pelotas negras y 500 pelotas blancas, la mitad de la presin sera causada por las pelotas blancas y la otra mitad por las pelotas negras. Esta hara que la presin total de 10 psig dentro del recipiente se divida as, 5 psig como la presin parcial de las pelotas blancas y 5 psig como la presin parcial de las pelotas negras. Si hubiera 700 pelotas blancas y 300 pelotas negras en el recipiente, la presin sera distribuida a 7 y 3 psig respectivamente. Este es el efecto de la presin parcial, y cada tipo de molcula acta independientemente de las dems.

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Esto significa que la presin ejercida por las pelotas negras depende de la cantidad presente de ellas en el sistema y es independiente de la presin ejercida por las pelotas blancas. Por lo tanto para un recipiente a presin constante, cuanto ms presin se le pueda atribuir a las pelotas blancas en movimiento, menor ser la presin ejercida por las pelotas negras. Con estos conocimientos se puede definir lo que es destilacin: Destilacin es el proceso de separar vapor de un liquido por ebullicin y despus condensar el vapor. El fraccionamiento viene a ser la separacin por destilacin. Si una mezcla de varios hidrocarburos, digamos butano, pentano y hexano, se enva a su sistema donde es separado de manera que el butano, pentano y hexano son enviados cada uno a un recipiente distinto, se dice que la mezcla ha sido separada fraccionada. 2.3 Columna de Destilacin Atmosfrica, de Fraccionamiento La era moderna en la elaboracin de derivados del petrleo comenz con el uso de la columna de destilacin atmosfrica, llamada tambin torre de fraccionamiento torre de burbujeo. Esta ltima denominacin se refiere al hecho comn que en ella los vapores burbujean a travs del lquido contenido en las bandejas. Esto da lugar a que los vapores ascendentes entren en contacto con el lquido descendente (reflujo) de bandeja en bandeja. Una columna de destilacin tpica usada en el fraccionamiento de petrleo es un cilindro de acero ubicado en posicin vertical, de 2 a 25 pies de dimetro y de 10 a 120 pies de altura segn los diseos solicitados. En el interior de la torre se encuentra desde 3 hasta 60 bandejas colocadas en posicin horizontal y generalmente colocadas a espacios equidistantes una de otra. Las bandejas son planchas de acero circulares de a pulgadas de espesor y tienen una circunferencia igual a la del interior de la columna, son empernadas rgidamente a la pared, formndose secciones de determinados nmeros de bandejas. El espaciamiento en los platos es generalmente de 2 pies. Se deja un espacio de 5 a 7 pies para las salidas laterales y de 3 pies en la cabeza de la columna para evitar la salida de lquido en la corriente de tope. En el fondo de la columna se deja libre un espacio de aproximadamente 7 pies para variaciones de nivel. Ya que el tope de las columnas trabaja a bajas temperaturas que permiten la condensacin de compuestos corrosivos, normalmente los 4 platos superiores y el domo son de monel. Los platos acumuladores para salidas laterales estn hechos de acero al carbono o de acero al carbono pasivado. La seccin del fondo de la columna puede estar recubierta con acero inoxidable con 11 a 13% de Cr para prevenir corrosin a altas temperaturas. Para altas temperaturas se aumenta la resistencia de las bridas de las boquillas a 300 # y se utiliza acero con 1 a 1 % de Cromo y % de Molibdeno.

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Columna de Destilacin Atmosfrica de Refinera Conchn.

Vlvula de seguridad32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13

Salida vapores C-1

Reflujo gasolina al tope

Solvente a C-5 Kerosene al C-2 Reflujo Medio de Diesel Diesel al C-3 Entrada crudo a zona Flash C-1

Retorno vapores C-5

Retorno vapores C-2

1211 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Retorno vapores C-5

Entrada vapor despojante

Fondos de C-1Los dispositivos usados en Refinera Conchn para el fraccionamiento en cada plato son del tipo de copas de burbujeo, las cuales se soportan en un riser de 6 posiciones, cada una de las cuales permitir mayor rea para el pase de vapor hacia el plato superior Los platos cumplen los siguientes objetivos: Capacidad: Deseable sean diseados para altos flujos vapor/lquido. Flexibilidad o adaptabilidad a fluctuaciones en flujos de vapor o lquido. Cadas de presin: Son deseables bajas cadas de presin para reducir la gradiente de temperatura entre el tope y fondo de la columna. Una alta cada de presin est generalmente (pero no siempre) asociada con diseo operaciones antieconmicas. Eficiencia: Una alta eficiencia es el objetivo de la performance de cada plato. Mientras mejor sea el contacto sobre un amplio rango de capacidades, mayor ser la eficiencia en este rango. Costos de Fabricacin e instalacin: Los detalles deben ser simples para mantener bajos

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costos. Costos de operacin y mantenimiento: El diseo mecnico debe tomar en cuenta las peculiaridades del fluido (partculas suspendidas, coke, etc.) y dar facilidad para los requerimientos de drenaje, limpieza (qumica o mecnica), etc., para mantener los costos de operacin y tiempos de parada en el mnimo. Cada bandeja tiene un gran nmero de huecos de 2 a 3 pulgadas de dimetro, taladrados a travs de la plancha. Sobre estas perforaciones van las copas de burbujeo, que son de diferentes tipos. Diagrama de una copa de burbujeoD D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D DPlato

D D D D D D D D D

D D D D D D

D D

D

Riser

Vapores de hidrocarburos que ascienden por el riser

La columna de destilacin es usada para separar las fracciones de hidrocarburos con puntos de ebullicin similares. El crudo que ingresa a la zona de vaporizacin a la temperatura deseada para separar las fracciones, sufre una disminucin de presin vaporizando sbitamente todos los componentes livianos y ascendiendo a travs de cada plato de burbujeo donde se encuentra en contracorriente con el lquido que baja internamente por la columna y que constituye el reflujo interno. En cada plato ocurre transferencia de masa entre los componentes que conforman los vapores de hidrocarburos que ascienden y el lquido condensado que desciende, los componentes voltiles arrastran la parte voltil del lquido del plato y ascienden con el vapor al plato superior y los menos voltiles condensan en el lquido y son arrastrados hacia el siguiente plato inferior. Los hidrocarburos que hierven a baja temperatura ascienden a la cabeza del fraccionador, mientras que los hidrocarburos con puntos de ebullicin intermedios ascienden a la mitad del fraccionador, y los hidrocarburos con puntos de ebullicin elevados permanecen en los fondos del fraccionador. El calor que se requiere para destilar es suministrado parcialmente por el intercambio entre las corrientes de alimentacin y las corrientes de los productos extrado en intercambiadores de calor. La temperatura requerida se completa en los Hornos de proceso. Para separar los varios productos entre s, el lquido debe ser calentado y vaporizado, condensado y revaporizado varias veces, de manera que cada vez la separacin de productos sea mayor. Para esto se han establecido los reflujos quienes proveen la corriente de reflujo interno adems de conservar la energa calorfica dentro del proceso.

D

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El lquido caliente que ha sido removido del fraccionador y enfriado en los intercambiadores de calor retorna para servir de reflujo. Como reflujo enfriar los hidrocarburos vaporizados ascendentes, procedentes de los platos ms bajos y los vapores que condensen sern revaporizados por otros vapores calientes ascendentes en el fraccionador. Este enfriamiento, condensacin, calentamiento y revaporizacin van constantemente purificando y destilando los productos deseados. Se crea otro reflujo con parte del lquido obtenido por condensacin de los vapores calientes que salen del tope del fraccionador. Este reflujo permite el enriquecimiento en compuestos ligeros del producto obtenido en el tope. Se sacan varios productos de la columna de destilacin a diferentes alturas. Estos productos se llaman cortes laterales y se usan como alimentacin a unas columnas pequeas llamadas strippers (desorbedores despojadores). En la seccin de fondos de la columna tpicamente has 5 6 platos, y al igual que en los strippers, se usa vapor sobrecalentado para desorber los ligeros y minimizar el arrastre de diesel gasleo atmosfrico en la corriente de crudo reducido. La experiencia indica que la temperatura de fondos de la columna es 20 a 40 F ms baja que la temperatura de alimentacin a la zona flash. La cantidad de vapor despojante usado es de 10 Lbs de vapor por Bbl de fondo. Inundacin de Platos. En la fig. de la izquierda se observa el flujo de lquido y vapor a travs de los platos de la columna. El hidrocarburo lquido descendiendo por las bajantes, y los vapores ascendiendo a travs de las copas y burbujeando en el nivel de lquido del plato. En ocasiones los platos se pueden inundar de hidrocarburo lquido haciendo imposible para las bajantes manejar apropiadamente el nivel de lquido en el plato. El nivel continuar subiendo hasta llenar el espacio que normalmente ocupan los vapores con lquido.

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Cuando el espacio que normalmente es ocupado por vapores de hidrocarburos es inundado con lquido, la mezcla e intercambio de calor del lquido con el vapor es interrumpida por lo que el fraccionamiento se empobrece. Adicionalmente, la gradiente de Temp. A travs del plato inundado disminuye, acercndose a cero, mientras que la cada de presin en la seccin inundada aumentar, a veces muy rpidamente. Esto se observa en la figura de la izquierda. La inundacin de platos puede ser causada por las razones que analizaremos a continuacin: 1. Una disminucin en la presin de la torre puede causar un incremento en el rate del vapor el cual arrastrar el lquido hacia la parte superior de la torre causando inundacin. 2. Una alta temperatura en el fondo de la torre incrementa el rate de vapor lo suficiente como para causar inundacin. 3. Incremento del nivel de fondos hasta que alcance la seccin de los platos. 4. Altas relaciones de reflujo bajando por el interior de la columna puede inundar los platos. 5. Falta de capacidad de la torre para manejar la carga. Bajo esta condicin anormal, el fraccionamiento no es el adecuado y puede traer como consecuencia daos fsicos a la torre. En las figuras se observa las partes internas de la torre bajo condiciones de inundacin. Estas condiciones deber ser corregidas para evitar el dao fsico de la torre. Las acciones correctivas dependiendo de la causa pueden ser: bajar la carga, bajar el rate de vapor, disminuir la presin, reducir la temperatura de la torre, reducir el reflujo de tope a la columna. Despus que la causa es corregida, las variables del proceso deben ser ajustadas para racuperar la especificacin de todos los productos.

Plato Completamente inundado

T disminuye

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En esta figura se observa el dao fsico que puede sufrir la torre como consecuencia de fenmenos de inundacin causados por altos regmenes de carga.

Cuando los platos se secan: Un plato que no contiene la suficiente cantidad de lquido para mantener un nivel en el plato es llamado un plato seco. En este caso debido a la falta de lquido en el plato ocasiona que la gradiente de temperatura disminuya acercndose a cero. En la figura se muestra claramente que por un exceso en la extraccin del plato, los platos inferiores se quedan sin lquido.

Cuando un plato est seco la cada de presin a travs de l disminuye. Las causas que lo originan pueden ser bajo reflujo interno o externo, de modo que para corregir este problema se debe incrementar el reflujo externo. Debe tomarse en cuenta que un bajo reflujo interno no siempre es causado por un bajo reflujo externo, sino tambin por una excesiva extraccin lateral. Otra causa importante puede ser un severo overflash (sobre-vaporizado) de la carga o cualquier otra condicin que genere una mucho mayor cantidad de vapor que la normal.

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Resumiendo, hay tres tipos de condiciones de trabajo de los platos de una columna de destilacin que afectan la performance de la destilacin: Operacin con platos inundados. Operacin con platos secos. Operacin con platos daados fsicamente como consecuencia de lo anterior (o como consecuencia de presionamiento excesivo en el interior de la torre).

En la figura de la izquierda se puede observar un plato deteriorado por una condicin anormal de presionamiento en el interior de la torre. Los problemas de mala instalacin de copas que originan copas sueltas en los platos puede tambin causar condiciones anormales de operacin en el plato.

2.4

Agotamiento (Stripping con vapor de agua)

Entrada HC a Stripper

Vapores HC a columna

Vapor de Stripping

Fondos de Stripper

Las corrientes laterales de la columna de destilacin de crudo entran a una columna de agotamiento o stripper a travs de una boquilla lateral sobre el plato superior. La alimentacin se distribuye y orienta a fin de que el lquido no sea arrastrado con los vapores de retorno a la columna. Un stripper de corte lateral tiene generalmente 6 platos, como en el caso de Refinera Conchn. Para obtener la calidad de producto deseada deben satisfacerse las especificaciones de punto final de ebullicin. Esto se logra balanceando los caudales de extraccin y de reflujo interno en la columna de crudo. Tambin deben

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satisfacerse los puntos iniciales de ebullicin. Esto se hace en el stripper mediante vapor de agotamiento. Introduciendo vapor seco en un lquido caliente, decrece su presin parcial y, por lo tanto reduce la temperatura a la cual el lquido hierve. As, sin necesidad de aadir ms calor en el stripper, pero usando vapor de agotamiento, se elimina del producto la cantidad deseada de ligeros y se obtiene el PIE deseado. El vapor de agua tiene poco efecto en la viscosidad, punto final y otras propiedades. Estas caractersticas son poco afectadas por la presencia de fracciones livianas. La cantidad de vapor terica que deber ser usada en los strippers es 10 Lbs/Bbl de producto no desorbido. 2.5 COLUMNA DE DESTILACIN AL VACO. Uno de los mtodos usados para hervir lquidos a temperaturas por debajo de sus puntos de ebullicin, es la destilacin a presin menor que la atmosfrica. Destilacin al Vaco de un petrleo significa, que el producto a ser destilado se encuentra sometido a una presin menor que la atmosfrica. No significa que hay un vaco perfecto sobre el lquido. En una destilacin atmosfrica, operando a tan bajas presiones y tan altas temperaturas de zona flash como sea posible, la mxima cantidad de hidrocarburos que vaporizar se calcula aproximadamente por los cortes del rango de destilacin TBP entre 700 y 800 F. A estas condiciones de operacin, el residuo atmosfrico, comnmente llamado crudo reducido an contiene un gran volumen de destilados los cuales pueden ser recuperados mediante la operacin de destilacin al vaco. A los actuales niveles econmicos de mximo vaco y temperaturas en la zona flash de una columna de destilacin al vaco las temperaturas TBP de los cortes destilados pueden ser de hasta 1125 F. Esta temperatura lmite est fuertemente influenciada por el contenido de metales de los destilados, particularmente el Vanadio. Para tener una idea del % en volumen de destilados que produce una Unidad de Vaco, para un crudo de 30 API, los destilados de la columna de vaco pueden ser hasta 30 % en volumen basado en el Crudo. Se inyecta vapor de agotamiento en el fondo de la columna para reducir la presin parcial del lquido del fondo. El fondo de la columna es de dimetro ms reducido en su parte inferior para disminuir el tiempo en que el fondo permanece a una temperatura elevada. Tambin se provee una lnea de entrada de aceite de enfriamiento (quench) para proteger a las bombas de fondos. Consideraciones econmicas en el Diseo de Columnas de Destilacin al Vaco a. b. Disminuyendo la presin parcial de los hidrocarburos en la zona flash incrementa la vaporizacin y por lo tanto la produccin de destilados. Disminuyendo la presin total del sistema, disminuye la cantidad de vapor requerido para una vaporizacin dada. Al mximo vaco, tericamente es posible que no se requiera vapor. Ntese que la finalidad de inyectar vapor a los fondos de la columna de vaco es el reducir la presin parcial de los hidrocarburos en la zona flash y no para el stripping de los fondos. Un aumento en la presin de sistema incrementa los requerimientos de vapor y tambin incrementa los requerimientos de rea seccional. Una disminucin de la presin del sistema incrementa los requerimientos de vapor del sistema de eyectores.

c. d.

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De todo lo anterior se concluye que la presin ptima del sistema ser aquella que minimice el consumo total de vapor. La Unidad de Vaco se diferencia de la del tipo atmosfrico en que tiene una columna de fraccionamiento de dimetro ms grande, con platos de burbujeo ms separados. Esto es necesario porque hay que manejar volmenes mayores de vapor debido a la baja presin. Cualquier aumento repentino del vaco aumenta el volumen del vapor rpidamente y posiblemente cause la inundacin de la torre. Columna de Destilacin al Vaco

Vapores tope

Vlvula de Seguridad

20

Reflujo Tope

19 18

17 16

Salida de Gasoleo Liviano

15 14

13 12

Reflujo de Gasleo Pesado

11

10 9

8

Salida de Gasoleo Pesado7

6

Entrada Crudo Reducido

Retorno de Venteos

5 4 3 2 1

Vapor despojante

Fondos de Vaco

El vaco se mantiene por dos mtodos generales: Bomba de Vaco Eyector. Los eyectores se usan extensamente en equipos de refinera, mientras que las bombas de vaco se usan generalmente en laboratorios. El sistema de vaco se usa para remover los vapores que no

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pueden ser condensados. Los eyectores extraen los gases de la torre por medio del uso del aire, agua vapor de agua. Los ms comunes son los que usan el vapor de agua, sistema usado en Refinera Conchn. En una columna de vaco los venteos de las bombas retornan a la columna para permitir la eliminacin de incondensables de la bomba durante el arranque. Esto ayuda a arrancar la bomba. Cuando la bomba est operando adecuadamente, l venteo debe ser cerrado. Se dice que una torre est inundada cuando el volumen del lquido o de vapor fluyendo por la torre es mayor que la capacidad de diseo de la torre. Bsicamente el procedimiento de operacin de la torre de vaco es el mismo que de cualquier fraccionadora operando bajo condiciones atmosfricas. 2.6 ACUMULADORES DE TOPE Todas las columnas de destilacin tienen acumuladores de tope para recibir los condensados y vapores de tope no condensados. Los diseos tpicos incluyen una bota de agua cuyo nivel ser manejado con control automtico. Este acumulador permite que el agua sedimente en la bota sin la asistencia de un dispositivo de coalescencia. La lnea de salida de hidrocarburos tiene un tubo vertical a 6 pulgadas de la base para evitar que la bomba succione agua como un caso adicional de proteccin par evitar que la bomba succione agua. En el caso del acumulador principal de la destilacin primaria, el objetivo principal es el sedimentar el agua y evitar que ella refluje hacia la columna, pues presionara el sistema. Tpicamente el nivel del drum acumulador de tope se maneja con control automtico hacia los tanques de produccin de gasolina. Acostumbran tener un rompedor de vrtice en el tubo de succin de la gasolina. El agua de la pierna de estos acumuladores es retirada hacia drenaje y en ella se controla el pH adecuado para controlar la efectividad de la amina neutralizante en el sistema de inyeccin de aminas al tope de la columna. Otros anlisis permitirn tambin evaluar indirectamente la corrosin existente en el sistema de tope de la columna de destilacin primaria. Acumulador de TopeEntrada de E-6 Gases a E-15

Gasolina de V-2

Gasolina a P-3

Agua a drenaje

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2.7

Bombas Bombas centrfugas La funcin principal de una bomba centrfuga es transferir lquido de un recipiente a otro. La bomba realiza este trabajo impartiendo energa al lquido. La energa de movimiento se transforma en energa de presin en la voluta de la bomba. Una bomba debe tener siempre la succin llena de lquido para que trabaje eficientemente. Cuando se disea una bomba, las condiciones en la succin constituyen la base de los clculos para dimensionarla. Internamente en una bomba, el lquido ingresa en el ojo o centro del impulsor aproximadamente a la presin de succin de diseo. La rotacin del impulsor lanza entonces el lquido rpidamente hacia fuera del impulsor a travs de la voluta para acumularse en la carcasa de la bomba. Este efecto causado por la rotacin del impulsor a su vez reduce la presin en el ojo del impulsor facilitando la entrada de ms lquido a esta seccin. La presin de descarga es desarrollada por el efecto de restriccin en la carcasa de la bomba, la cual convierte la energa cintica en energa de presin. La forma de la carcasa de la bomba es diseada cuidadosamente para producir esta conversin con un mnimo de prdidas por turbulencia, mientras redirecciona el movimiento del lquido. La forma usual es generalmente una voluta. La presin desarrollada por una bomba centrfuga depende de la velocidad a la cual cada gota de lquido se mueva a medida que sale del impulsor. Dimetros mayores de impulsores, o incremento en las RPM produce mayores velocidades en al lado final del impulsor produciendo as elevadas presiones. Las bombas multietapa son usadas para desarrollar altas presiones, montando varios impulsores en un eje en la carcasa de la bomba. La presin de descarga del primer impulsor viene a ser la presin de succin del segundo impulsor, y as sucesivamente, de modo que el impulsor precedente sirve como booster del segundo. El fabricante aade tantos impulsores como sean requeridos para obtener la presin deseada. Una bomba con cuatro impulsores es llamada una bomba de cuatro etapas, y as sucesivamente. La carcasa de las bombas tiene anillos de desgaste, los cuales estn ensamblados apretadamente en la carcasa, y el impulsor a su vez tambin tiene anillos de desgaste alojados en ambos ejes terminales del impulsor. La luz entre estos anillos de desgaste es fijada normalmente en 20 milsimas de pulgada y ambas partes son ensambladas de modo que puedan ser reemplazadas cuando sufran desgaste. El propsito de estos anillos es minimizar la fuga de producto del lado de descarga del impulsor hacia el lado de succin. Cuando estas luces llegan a ser demasiado grandes la capacidad de la bomba disminuir considerablemente.

Tipos de impulsores Existen impulsores del tipo abierto, semi-abierto y cerrado. En Refinera Conchn se usan principalmente impulsores cerrados, que son los diseados para la mayor presin de descarga.

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Caractersticas de las bombas centrfugas

Los fabricantes de bombas realizan pruebas de capacidad de las bombas que van desde cero hasta un valor mximo. Los datos se grafican en grficos llamados Curvas caractersticas de la bomba mostradas en la siguiente figura. La curva muestra la variacin de presin de descarga desarrollada por la bomba y la eficiencia de la bomba en funcin de la capacidad cuando se opera con una velocidad constante. Note que la potencia aumenta cuando aumenta la capacidad. En otras palabras, si la bomba est funcionando a velocidad

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constante y se abre la vlvula de descarga, la capacidad aumentar demandando mayor potencia. Esto sucede an cuando disminuya la presin de descarga. Las bombas centrfugas deben arrancarse con la descarga cerrada ya que la potencia requerida es mnima a una capacidad de cero. Esto permitir que el motor alcance su capacidad antes de que se aplique su carga total. Por otra parte resulta ms difcil lograr succin cuando la descarga est totalmente abierta. Tenga en cuenta que la curva presin-capacidad es independiente del peso especfico del lquido que est siendo bombeado.

CURVAS CARACTERISTICAS A VELOCIDAD CONSTANTE

120 100 HEAD, EN PIES EFICIENCIA % PRESION-CAPACIDAD

80 EFICIENCIA 60 30 POTENCIA AL FRENO 20 POTENCIA AL FRENO

40 20

10200 400 600 800 1000 1200 1400

CAPACIDAD EN GPM

En algunas instalaciones no se puede operar con la vlvula de descarga completamente abierta sin afectar el motor. Esto es particularmente cierto cuando se bombea agua, si es que el motor no fue diseado para el bombeo de agua, ya que el agua es mas pesada que el aceite y por lo tanto requiere ms potencia de motor. En estos casos ser necesario reducir el flujo cerrando la vlvula de descarga para reducir el amperaje de modo que el motor no falle. Cavitacin La cavitacin es la formacin rpida y el colapso de cientos de pequeas burbujas de vapor dentro de la bomba. Una disminucin de presin en el lado de la succin causa que algo del fluido vaporice. Este vapor forma burbujas en la entrada del impulsor. A medida que se mueven a travs de la bomba, alcanzan la zona de alta presin y colapsan. El colapso continuo de todas estas pequeas burbujas ejerce fuerzas en el interior de la bomba, y causa el ruido crepitante que se escucha en la carcasa. Desde que la cavitacin es causada por la vaporizacin del fluido en la succin es bastante conocido lo que la causa. Entre algunas de ellas tenemos: Estrangulamiento de una vlvula de succin. Alinear a la succin un tanque con nivel de lquido bajo. Bombeo de un fluido que est mucho ms caliente de lo normal. Bombeo de un fluido que tiene una presin de vapor mucho ms alta de para el que

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fue diseada la bomba. Lnea de succin o filtro de succin taponeado. Operacin con la lnea de descarga completamente abierta para la poca capacidad de la lnea de succin.

El colapso de las burbujas de vapor puede daar la superficie metlica del impulsor, causando su deterioro. En adicin a esto, hay an un dao ms serio hecho por las fuerzas desbalanceadas que actan sobre la carcasa en ese momento. El impulsor y el eje son golpeados hacia atrs y adelante muy rpidamente. Esto puede, y causa daos en los rodamientos, empaques, sellos mecnicos y en el impulsor mismo. Operacin de las bombas centrfugas en serie Una operacin exitosa de bombas centrfugas en serie no puede alcanzarse a menos que el sistema haya sido especficamente diseado para ello.DOS BOMBAS CENTRIFUGAS EN SERIE 120 100 PRESION, EN PIES

80

CURVA COMBINADA

60

BOMBA B

40 20 BOMBA A

200

400

600

800

1000

1200

1400

CAPACIDAD EN GPM

Cuando dos bombas operan en serie, la presin en la segunda bomba es igual a la presin de la primera bomba ms la presin de la segunda. Sin embargo se debe tener en cuenta que pueden ocurrir daos mecnicos por las siguientes causas: La alta presin puede romper la carcasa de la segunda bomba. Los sellos mecnicos en la segunda bomba no pueden estar diseados para la alta presin y fallarn.

Cuando dos bombas operan en serie, se encontrarn algunas de estas dificultades: a. Si la primera bomba tiene menor capacidad que la segunda, entonces la segunda bomba no recibir suficiente fluido para mantener su carcasa llena y la segunda bomba cavitar. Si la primera bomba tiene una capacidad mayor, entonces la segunda bomba actuar como una restriccin en la lnea y el flujo ser disminuido tal y conforme operara con una vlvula parcialmente cerrada.

b.

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c.

Debe evitarse la operacin en serie de una bomba reciprocante a vapor con una centrfuga en serie por las pulsaciones de la bomba reciprocante que afectan las partes internas de la bomba centrfuga.

Operacin de bombas centrfugas en paralelo Cuando dos bombas operan en paralelo, la capacidad resultante ser la suma de las capacidades individuales de cada bomba, mientras que la presin permanecer igual. Sin embargo, debe tomarse en cuenta que si la presin de descarga de las bombas que se ponen en paralelo son diferentes, debe seguirse un procedimiento adecuado para que ambas tomen carga del sistema, y ambas desarrollen flujo. En el procedimiento de puesta en paralelo de la P-9 B con la P-9 P-9 A se indica los cuidados a seguir cuando se pone en paralelo dos bombas centrfugas con diferente presin de descarga.

DOS BOMBAS CENTRIFUGAS EN PARALELO 120 100 PRESION, EN PIES

80

60

40 BOMBA A 20

CURVA COMBINADA BOMBA B

200

400

600

800

1000

1200

1400

CAPACIDAD EN GPM

2.8

INTERCAMBIADORES DE CALOR El enfriar y calentar son operaciones muy importantes en la industria del petrleo. Hay mecanismos de transferencia de calor sin transferencia de masa como son la conduccin, conveccin y radiacin. Otros mecanismos de transferencia de calor que involucran transferencia de masa son la condensacin y la evaporacin. La transferencia de calor ocurre siempre que existan regiones con diferentes temperaturas y que puedan comunicarse entres s. El calor siempre fluir de la regin de mayor temperatura a la de menor temperatura. El equilibrio se alcanza cuando las temperaturas de ambas regiones son iguales.

Conduccin En la mayora de los intercambiadores de calor hay paredes metlicas (tubos) que separan un fluido del otro que se encuentra a una temperatura distinta. El calor del fluido ms

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caliente pasa a travs de la pared del tubo a la superficie ms fra. La transferencia del calor por conduccin depende de: La diferencia de temperaturas de los fluidos. El rea de intercambio de calor. La naturaleza de los productos que intercambian calor. Radiacin En este tipo de mecanismo el calor se transmite mediante ondas. El calor radiante juega un papel de menor importancia en los intercambiadores de calor, pero es muy importante en los hornos y calderas Conveccin La transferencia de calor por conveccin se debe al movimiento del fluido por efectos del cambio de densidad. El fluido fro adyacente a superficies calientes recibe calor que luego transfiere al fluido fro mezclndose con l. La conveccin libre o natural ocurre cuando el movimiento del fluido no se complementa por accin mecnica. Pero, cuando el fluido se agita mecnicamente, el calor se transfiere por conveccin forzada.

La agitacin mecnica puede aplicarse por medio de un agitador, an cuando en muchas aplicaciones de proceso se induce circulando los fluidos calientes y fros a velocidades considerables en los lados opuestos de los tubos. Las convecciones libre y forzada ocurren a diferentes velocidades. La ltima es la ms rpida y por tanto la ms comn. Factores que afectan la transferencia de calor Diferencia de temperatura, cuanto mayor es esta diferencia entre los fluidos, mayor es la fuerza que causa la transferencia. Conductividad trmica, toda substancia tiene una conductividad trmica definida que

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afecta la cantidad de calor que se transfiere. Los metales son buenos conductores, mientras que la madera y el carbn son malos conductores. Area, cuanto mayor es el rea, ms calor puede ser transferido, siempre que los dems parmetros no se vean afectados. Velocidad de los fluidos. Con velocidades altas se reduce la posibilidad de deposicin de impurezas en los tubos. Un incremento en la velocidad, incrementa la cantidad de calor transferido. La direccin de los flujos. Esto se nota claramente en los diagramas, que cuando se usa idntico equipo con iguales velocidades de los flujos, uno en contracorriente y otro en paralelo, la temperatura final ms alta ser en el caso de contracorriente. Por eso en el diseo del equipo el flujo en contracorriente es el preferido debido al hecho que el medio fro puede ser elevado a ms alta temperatura, y que en general se necesita un rea menor para la misma transferencia de calor. Criterios de seleccin de flujos de fluidos en intercambiadores de casco y tubos a. Los fluidos ms incrustantes deben ir por el lado de los tubos, mientras que otros factores no lo prohiban. Los mtodos de limpieza qumica disponibles en estos tiempos hacen que este criterio ya no sea tan riguroso como en el pasado. Fluidos que tengan una viscosidad mayor que 2 cst deben ir en el lado del casco para reducir la cantidad de rea de transferencia requerida. Se obtiene un alto coeficiente de transferencia de calor en el lado del casco, a causa de la turbulencia conseguida por la circulacin a travs de los baffles. Los fluidos conteniendo slidos suspendidos deben ser puestos en el lado de los tubos. Es generalmente ms econmico poner el fluido con la mayor presin en el lado tubos. Si el fluido de alta presin es colocado en el casco, la placa porta-tubos y el casco deben estar diseados para alta presin, sin embargo, si el fluido de alta presin va por los tubos, slo la tapa canal, y la placa porta-tubos deben ser diseadas para alta presin. Otra razn por la cual es generalmente ms econmico poner el fluido de mayor presin en los tubos es que la presin interna de trabajo de un tubo dado es alrededor del doble de la presin externa de trabajo. Generalmente es ms econmico poner el fluido ms caliente por los tubos. El agua de enfriamiento generalmente es colocada en el lado tubos por la facilidad de limpieza y por la posible presencia de slidos. Si una corriente es corrosiva y requiere materiales de aleacin, generalmente es ms econmico ponerla en el lado de los tubos, ya que se usar menos material de aleacin.

b.

c. d.

e. f.

g.

2.8

Instrumentacin Constituye el medio con el que se controla las variables de operacin de la refinera. Los instrumentos estn constantemente leyendo y transmitiendo mensajes de temperatura, presin y flujo para llevar a cabo el proceso de control y regulacin. En una refinera la instrumentacin realiza bsicamente cuatro funciones de medicin y control: temperaturas, flujos, presiones y niveles de lquidos. Hasta 1996 la Refinera Conchn operaba con el sistema tradicional neumtico con panel de

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control convencional. En 1997 se cambi este sistema de instrumentacin obsoleto por un Sistema de Control Distribuido, que incluy las siguientes modificaciones: Tendido de cables nuevos para todas las termocuplas. Adicin de termocuplas en los servicios faltantes. Tendido de cableado para las seales de entrada y salida de todas las vlvulas de control hacia/desde el Enclosure 32. Cambios de placas de orificio de acuerdo a anlisis de flujos. Adicin de vlvulas de control para nuevos servicios. Mantenimiento de vlvulas de control existentes. Diseo de lazos de control. Instalacin de cajas de paso (junction box) para coleccin y distribucin del cableado en planta. Retiro del panel de control antiguo e instalacin de las estaciones de control Foxboro AW/WP 51. Instalacin de UPS. Instalacin de transformador independiente para el sistema de instrumentacin y sistema de tierra independiente. Los trabajos realizados incluyeron la puesta en marcha y sintona fina de todos los instrumentos a satisfaccin de Refinera Conchn. Desde aproximadamente Marzo de 1997 el sistema viene trabajando en forma confiable, y se han adicionado algunas modificaciones como lazos nuevos de control de carga, modificaciones en las pantallas de control por adicin de nuevos intercambiadores, etc. Tipos de Controladores Controlador de Flujo La figura siguiente se muestra un esquema tpico de control de flujo, donde el elemento primario (placa de orificio) censan en todo momento el flujo, enviando su seal al controlador de flujo, donde se compara con el setpoint deseado, y el controlador enva su respuesta accionando la vlvula para alcanzar el setpoint deseado.

Control de nivel En este caso, el nivel de lquido es censado por el flotador y enviado al transmisor de nivel, el cual enva el valor censado al controlador de nivel, Si el nivel est ms alto que el setpoint prefijado, el controlador enva seal a la vlvula automtica para que esta cierre. Si el nivel censado est ms bajo que el setpoint, enva una seal de cierre a la vlvula. Este controlador se usa tpicamente en el controlador de nivel del acumulador V-1, donde el nivel de la gasolina primaria en el drum se controla con la vlvula

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automtica LCV-5. Cualquier perturbacin en el sistema que haga disminuir el nivel por debajo del set point acostumbrado de 50% har que la vlvula automtica cierre para mantener su nivel.

Controlador de Presin. El controlador de presin puede tener varios esquemas, pero el ms comn es el de la figura anterior. En este sistema, la presin a controlarse es transmitida al controlador. Si la presin es demasiado alta, se incrementa el aire a la vlvula de control, abriendo la vlvula. Esta permitir que mayor cantidad de gas descargue al sistema de desfogue de gas. Cuando la presin alcanza el setpoint deseado, se reduce el aire a la vlvula de control para mantener la presin deseada de proceso.

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Vlvulas de control Uno de las funciones ms importantes desde el punto de vista del control de los procesos lo cumple la vlvula de control, la cual constituye un elemento esencial para la instrumentacin automtica. En pocas palabras una vlvula de control es un orificio variable en una lnea. Cuando el tamao del orificio vara, el caudal del fludo que maneja (lquido o gas) tambin vara, para ciertas condiciones dadas. En la siguietne figura se describe las diferentes partes de una vlvula de control. Esta vlvula se mantiene normalmente cerrada por la accin del resorte. La presin del aire en la parte superior del diafragma abre total o parcialmente esta vlvula (el tapn de la vlvula baja), segn sea la presin de aire transmitida desde el controlador. Esta vlvula es de cierre automtico en caso de fallo de aire (se necesita presin de aire para abrirla). Sin embargo el diseo de la parte superior de la vlvula (el sistema del diafragma) puede ser tal que la vlvula opere al revs. En este caso el diafragma es mantenido en su posicin ms baja por la accin del resorte (vlvula cerrada) y la entrada de aire est situada debajo del diafragma y del vstago de conexin.

2.9

Hornos de Proceso Los hornos de proceso son equipos importantes en las operaciones de Refinacin, pues son los equipos donde el crudo es llevado hasta una temperatura a la cual se realiza la destilacin de productos. Es deseable mantener lo ms constante posible la temperatura de salida del horno a fin de no afectar las condiciones de equilibrio de la Unidad de Destilacin atmosfrica. El combustible usado para calentar el crudo es el Residual de 300 cst @ 122F, atomizado con vapor de 100 psig. Es alimentado a los hornos a 225 F para conseguir una viscosidad adecuada en la punta de la boquilla del quemador del orden de 180 SSU a la temperatura observada. Para una adecuada combustin la diferencial vapor/combustible debe estar en el orden de los 20 a 25 psig. El aire requerido para la

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combustin de residuales debe ser del orden de 20% de exceso. El tiro del horno, es la diferencia de presin entre la presin dentro del horno y la presin fuera de l. El tiro debe existir para permitir que aire fresco ingrese a los quemadores y pueda mantenerse la combustin, y debe ser lo suficientemente fuerte para vencer la resistencia a su paso a travs del horno. La resistencia es causada por los tubos del horno, la zona convectiva y la chimenea por donde salen los gases de combustin. Hay hornos que usan tiro forzado, donde el aire es inyectado al horno por medio de un soplador, mientras que el F-1 y F-2 de Refinera Conchn son de tiro natural. Los dispositivos que controlan tanto el exceso de aire como el tiro son el damper de la chimenea y las ventanas de aire secundario y primario. Cuando el damper est completamente abierto, los gases fluyen libremente a travs de la chimenea. En esta posicin se obtiene el mayor tiro. A medida que se restringe el damper, el flujo de gases es restringido, disminuyendo el tiro y con el riesgo que el tiro se convierta en presin positiva, la cual es muy peligrosa porque puede producir retroflama. Para recuperar el calor, se instalan zonas convectivas para aprovechar el calor de los gases de combustin y precalentar el crudo de entrada a la zona radiante del horno. Otras opciones son instalar precalentadores de aire. Estas dos alternativas tienen como objetivo principal disminuir el consumo de combustible al horno.

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CAPITULO III DESCRIPCION Y DETALLES DEL PROCESO Y EQUIPOS

3.1

Sistema de Recepcin de Crudo y Productos El abastecimiento de Crudos y Productos se realiza por va martima a travs del Amarradero de Conchn que consta de dos lnea submarinas: una de 18" para la recepcin de Crudos y cabotajes de Gasleo y Residuales, y otra de 10" para la recepcin de productos blancos. Las caractersticas detalladas del amarradero estn tipificadas en el Manual de Movimiento de Productos. Las maniobras de recepcin de crudo se coordinarn con el Buque tomando en consideracin las siguientes alternativas: Primera Alternativa: Recepcin de Base Asfltica y Crudo Oxy para preparacin de Crudo mezcla para corrida de Asfaltos. Iniciar las maniobras de descarga con la recepcin de Residual Asfltico en cada uno de los tanques designados como tanques de Crudo Mezcla. Concluida la recepcin del Residual Asfltico iniciar la descarga del Crudo Loreto hasta completar la cuota a preparar (Crudo Loreto 75% vol., Base Asfltica 25% vol.) en cada uno de los tanques de mezcla. Con esta secuencia lo que se busca es aprovechar el rgimen de descarga del Buque y la diferencia de densidades de ambos productos para lograr una mezcla ntima y uniforme. Esta operacin permite dispon