sect 1-2 aeb10
TRANSCRIPT
-
Elsa LampePDN-00109869
-
PETROZUATA, C.A.
JOSE, VENEZUELA
MANUAL DE OPERACIONES
(ESPAOL)
SISTEMA DE GENERACION DE VAPOR Y CONDENSADO
UNIT - 62
VOLUMEN 1
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 1FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.1 SERVICIO DE LA PLANTA
1.2 DEFINICION DE TERMINOS
1.3 DESCRIPCION DEL PROCESO
1.3.1 Desmineralizador
1.3.2 Tanque de Agua Desmineralizada
1.3.3 Bombas de Agua del Desmineralizador
1.3.4 Desaereador
1.3.5 Bombas de Agua de Alimentacin de Baja Presin a Calderas
1.3.6 Bombas de Agua de Alimentacin de Alta Presin a Calderas
1.3.7 Calderas
1.3.8 Atemperador de Vapor de Baja Presin
1.3.9 Atemperador de Vapor de Media Presin
1.4 CONTROL DEL PROCESO
1.4.1 Prefiltro del Desmineralizador
1.4.2 Intercambio Catinico y Aninico del Desmineralizador
1.4.3 Solucin Custica del Desmineralizador
1.4.4 Solucin de Acido Sulfrico del Desmineralizador
1.4.5 Sumidero de Agua de Desecho del Desmineralizador
1.4.6 Tanque de Agua del Desmineralizador
1.4.7 Desaereador
1.4.8 Tanque de Alimentacin de Secuestrador de Oxgeno del Desaereador
1.4.9 Tanque de Alimentacin de Amina Pelicular al Desaereador
1.4.10 Tanque de Alimentacin de Inhibidor de Depsitos del Desaereador
1.4.11 Control de Agua de la Caldera de Servicio de Vapor de Alta Presin 06F201A/B/S
1.4.12 Relacin Combustible / Aire de la Caldera de Servicio de Vapor de Alta Presin
06F201A/B/S
1.4.13 Tambor de Separacin (K.O.) de Gas Combustible (tres trenes)
1.4.14 Filtro de Gas Combustible (tres trenes)
1.4.15 Filtro de Gas Piloto (tres trenes)
1.4.16 Tanques de Alimentacin de Inhibidores de Depsitos de las Calderas de Alta
Presin, A/B/S
1.4.17 Tanque de Retencin de Acido
1.4.18 Tanque de Retencin de Custico
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 2FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.5 BASES DEL DISEO
1.5.1 Anlisis de Agua de Reposicin del Desmineralizador
1.5.2 Calidad de Agua Producto
1.5.3 Extensin de la Corrida
1.5.4 Rango de variacin (turndown)
1.5.5 Turbinas de Vapor de Servicio Crtico
1.5.6 Condensador de Vapor de Exceso de Baja Presin
1.5.7 Desaereador
1.6 INTERCONEXIONES CON OTRAS UNIDADES DE PROCESO
1.7 SERVICIOS, CATALIZADORES Y REQUERIMIENTOS DE PRODUCTOS
QUMICOS
1.7.1 Servicios
1.7.2 Aire de Procesos
1.7.3 Aire de Instrumentos
1.7.4 Agua Filtrada
1.7.5 Catalizadores y Qumicos
1.7.6 Resumen de Requerimientos de Servicios
1.8 BALANCE DE MASA
1.8.1 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso Normal)
1.8.2 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso de Diseo)
1.8.3 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso 1 - Falla de Potencia)
1.8.4 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso 2 Falla de Potencia)
1.8.5 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso 1 Arranque)
1.8.6 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso 2 Arranque)
1.8.7 Flujos de Vapor a las Turbinas (Caso Normal con Parada de la unidad de
Recuperacin de Azufre - SRU)
1.9 MATERIALES DE DESECHO
1.10 DIAGRAMAS DE FLUJO DEL PROCESO (PFDS)
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 3FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.1 SERVICIO DE LA PLANTA
La Unidad de Agua de Alimentacin a la Caldera / Vapor / Condensado es parte de la
seccin de Instalaciones Auxiliares y Servicios de la planta que procesa petrleo
crudo Zuata de 9,3 de gravedad API, recuperado de la Faja de Crudos Pesados del
Orinoco, para producir crudo sinttico (Syncrude). Esta instalacin de
procesamiento se encuentra ubicada en Jose, en la regin nor-oriental de Venezuela.
1.2 DEFINICION DE TERMINOS
ARU Unidad de Recuperacin de Amina (Unidad 33)
Barril (bbl) 42 galones U.S. medidos a 60 F
BFW Agua de Alimentacin a Calderas
BPD Barriles por dia (tambin BSPD)
C3/C4 GLP Alimentacin a la Unidad Merox desde la Unidad de
Recuperacin de Gas
CD / VU Desalador de Crudo / Unidad de Destilacin a Vaco (Unidad
11)
C/H Relacin volumtrica Custico / Hidrocarburo
CO2 Dixido de Carbono
Condensado Vapor condensado
Custico Solucin de Hidrxido de Sodio
Contracorriente Dos lquidos que fluyen en direcciones opuestas
Demin Water Agua desmineralizada
DCU Unidad de Coquificacin Retardada (Unidad 12)
Disulfuro Clase de compuestos de azufre caracterizados por poseer un
enlace azufre - azufre y una volatilidad relativamente baja,
representada por la frmula RSSR. Los disulfuros son solubles
en aceite y relativamente insolubles en solucin custica.
Extracccin Remocin de azufre mercaptano de los hidrocarburos
GRP Planta de Recuperacin de Gas (Unidad 13)
H2S Sulfuro de Hidrgeno
HP Alta presin
LP Baja presin
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 4FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Extraccin La transferencia de un componente que se encuentra en alta
Lquido Lquido concentracin en una corriente lquida a otra corriente lquida
en la cual su concentracin es menor
MP Media Presin
Mercaptano Un nombre comn dado a la clase de compuestos que poseen
grupos funcionales tiol, representados por la frmula general
RSH
Merox La tecnologa licenciada por UOP para la remocin de azufre,
en varias formas, de una corriente de alimentacin de GLP
NHDT Unidad de Hidrotratamiento de Nafta
ppm partes por milln
PSA Unidad de Absorcin de Oscilaciones de Presin
Reingreso de Azufre Azufre (en forma de disulfuro) arrastrado por el custico
regenerado que entra y se disuelve en el producto hidrocarburo
que sale del extractor
RSH Mercaptano
RSSR Disulfuro
SRU Unidad de Recuperacin de Azufre
WWT Tratamiento de Aguas Residuales
1.3 DESCRIPCIN DEL PROCESO
El proceso suministrar tres niveles de presin de vapor para el uso de la planta. Estos
son Vapor de Alta Presin (41,4 barg), Vapor de Media Presin (10,3 barg) y Vapor de
Baja Presin (3,1 barg). Las calderas de vapor de alta presin (HP) estn diseadas para
producir 200.000 kg./h de vapor. Existen usuarios de procesos en cada nivel de presin.
Algunos de estos usuarios (tales como los rehervidores) proveen condensado
aprovechable y otros (tales como los eyectores) no. Para balancear las demandas a los
distintos niveles, el vapor de alta presin es abatida (letdown) a presiones menores por
intermedio de turbinas que accionan equipos rotativos.
El sistema de vapor y condensado recoge el vapor de los generadores de vapor de
procesos, genera vapor en las calderas, distribuye el vapor a los usuarios y recoge el
condensado para su reutilizacin en la generacin de vapor.
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 5FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
El condensado proveniente de los usuarios de vapor de alta presin es evaporado
sbitamente en el tambor de evaporacin sbita de condensado de alta presin para
producir vapor de media presin y condensado. El condensado proveniente del tambor de
condensado sbito de alta presin conjuntamente con el condensado proveniente de los
usuarios de vapor de media presin es evaporado sbitamente en el tambor de
evaporacin sbita de condensado de media presin para producir vapor de baja presin y
condensado. El condensado proveniente de los tambores de condensado sbito de media
y baja presin es enviado al desaereador. El condensado de los servicios de procesos que
operan con presiones de vapor menores que la presin de operacin del lado del
hidrocarburo es considerado como condensado sospechoso o presuntamente
contaminado. El condensado presuntamente contaminado es evaporado sbitamente en el
tambor de evaporacin sbita de condensado presuntamente contaminado para producir
vapor de baja presin y condensado. El condensado del tambor de evaporacin sbita de
condensado presuntamente contaminado es enviado a la unidad de Desalacin de Crudo y
Destilacin a Vaco (CD/VD).
La purga de las calderas de servicio de alta presin, de la unidad de Recuperacin de
Vista general de la unidad en 3D
Zona de tambores de condensado Zona de tambores de condensado
Vista del sistema de Gas de calderas
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 6FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Azufre (SRU) y del generador de vapor del sistema de recirculacin por bombeo
(pumparound) de gasleo pesado (HGO) en la unidad de Coquificacin Retardada (DCU)
es evaporada sbitamente en el tambor de purga. El vapor de baja presin proveniente del
tambor de evaporacin sbita es enviado al cabezal de vapor de baja presin y el
condensado es enviado al rea de Tratamiento de Aguas Residuales para tratamiento y
disposicin posterior.
1.3.1 Desmineralizador
El agua filtrada proveniente de rea de Tratamiento de Agua Cruda es desmineralizada y
enviada al tanque de agua desmineralizada para ser usada como agua de reposicin de la
caldera. En el desmineralizador, el agua es filtrada y tratada para remover las sales (sodio,
magnesio y calcio) empleando un intercambiador catinico y sulfatos, cloruros y slice
empleando un intercambiador aninico. El desmineralizador consiste de un prefiltro y un
tren de intercambio. Hay dos trenes en la unidad de desmineralizacin. Cada tren posee
un recipiente de intercambio catinico, un recipiente de intercambio aninico, provistos con
todos los equipos e instrumentos para su operacin, regeneracin y cambio de direccin.
El desmineralizador tambin incluye tanques diarios de cido y custico y sus bombas
asociadas. El desmineralizador est diseado para producir 100 m3/h de agua
desmineralizada. Normalmente, el desaereador requiere de 59,1 m3/h de agua
desmineralizada de reposicin.
1.3.2 Tanque de Agua Desmineralizada
A continuacin del desmineralizador, el tanque de agua desmineralizada provee una
capacidad de compensacin para el desaereador. El tanque est diseado para almacenar
Area del desmineralizor
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 7FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
2684 m3, lo cual equivale aproximadamente a 27 horas de abastecimiento de agua
desmineralizada.
1.3.3 Bombas de Agua del Desmineralizador
Dos bombas (una accionada por una turbina, o turbobomba, y otra por un motor,
motobomba), bombean agua desmineralizada desde el tanque de agua del
desmineralizador al desaereador. Las bombas estn diseadas para desplazar 100 m3/h
de agua desmineralizada.
1.3.4 Desaereador
La funcin del desaereador es devolver agua de alimentacin condensada, fresca y
desmineralizada para el funcionamiento de diversas calderas y generadores de vapor. La
mayor presin de vapor es 45 Barg. Un desaereador ser instalado para servir a todo el
complejo. La capacidad diseada para el desaereador es de 15 minutos continuos, con la
unidad operando al 100 % de su capacidad de diseo.
El desaereador de la planta recibe el condensado recuperado del tambor de evaporacin
sbita de condensado de media presin (MP) y del tambor de evaporacin sbita de
condensado de baja presin (BP). Para proveer agua de reposicin a la caldera, el agua
filtrada que proviene del tanque de almacenamiento del agua filtrada, es tratada en el
desmineralizador y enviada al desaereador. El vapor de despojamiento es suministrado
por el cabezal de vapor de baja presin (LP). El desaereador de la planta ha sido provisto
de equipos para el tratamiento qumico (incrustaciones, corrosin, secuestrador de
Vistas del Desareador
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 8FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
oxgeno). El desaereador est diseado para desaerear 194.600 kg./h de agua de
reposicin para suministro de agua de alimentacin a las calderas, al atemperador de
vapor de media presin, al atemperador de vapor de baja presin y a otros usuarios de
procesos.
1.3.5 Bombas de Agua para Alimentacin de Baja Presin a Calderas
Tres bombas (dos accionadas por sendas turbinas y una por un motor) envan el
suministro de agua de baja presin a la caldera desde el desaereador hacia los usuarios.
Hay dos bombas principales las cuales son accionadas por turbinas de vapor y una de
repuesto la cual es accionada por un motor elctrico. La capacidad de diseo de las
bombas es de 11 m3/h.
1.3.6 Bombas de Agua para Alimentacin de Alta Presin a Calderas
Tres bombas (dos accionadas por sendas turbinas y una accionada por un motor) envan
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 9FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
el suministro de agua de alta presin a la caldera desde el desaereador hacia los usuarios.
Hay dos bombas principales las cuales son accionadas por turbinas de vapor y una de
repuesto la cual es accionada por un motor elctrico. La capacidad de diseo de las
bombas es de 115 m3/h.
1.3.7 Calderas
El agua de alimentacin de calderas (BFW) proveniente de las bombas de alta presin es
bombeada a las calderas para producir vapor de alta presin. Las calderas estn
diseadas para producir 200.000 kg./h de vapor de alta presin. El requerimiento normal
de vapor para vapor de alta presin es de 132.169 kg./h. Se han suministrado tres
calderas. Las calderas usan como gas combustible gas mezclado de refinera y gas
natural como gas piloto. La purga inferior (blowdown) proveniente de las calderas es
enviado al tambor de purga inferior (operando a 3,1 barg) para recuperar el vapor de baja
presin. Cada caldera est equipada con ventilador de tiro forzado accionado por una
turbina / motor.
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 10FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.3.8 Atemperador de Vapor de Baja Presin
Se han suministrado dos unidades en paralelo para atemperar el vapor de baja presin. La
capacidad de diseo del atemperador es de 15.050 kg./h (para cada unidad).
Vista de las estaciones de reduccin y atemperadores de Alta/Media y Media/Baja
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 11FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.3.9 Atemperador de Vapor de Media Presin
Se han suministrado dos unidades en paralelo para atemperar vapor de media presin. La
capacidad de diseo del Atemperador es de 79.000 kg./h (para cada unidad).
1.4 CONTROL DE PROCESOS
1.4.1 Prefiltro del Desmineralizador
El agua pasa a travs de un filtro de carbn activado y sale totalmente limpia sin sabor ni
olor. En el proceso de absorcin el carbn remueve gases tales como cloro y otras
molculas que producen sabor, color y olor.
Los filtros de carbn no son regenerados. Los filtros de carbn son retrolavados cuando
sean detectados gases solubles en el agua de salida. Es posible regenerar el carbn
activado con vapor, pero este proceso no devolver el carbn a su estado original.
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 12FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Para remover cualquier material que haya sido filtrado durante este proceso, un flujo en
contracorriente de agua filtrada es usado para retrolavar el lecho de carbn. El flujo de
agua usado para esto, depender del medio utilizado y de la temperatura del agua usada
para el lavado. Generalmente se requiere de 0,4 a 0,6 m3/minuto/m2 (10 a 15 gpm/pie2.)
para alcanzar una expansin de 30 % del lecho.
El flujo de retrolavado deber continuar hasta que el agua de salida sea tan limpia como el
agua filtrada usada para el retrolavado. Normalmente de 15 a 20 minutos son aceptables.
Para lavar el filtro se usa agua filtrada. El filtro deber ser enjuagado exactamente antes
volver a colocarlo en servicio. El propsito del enjuague es remover el agua filtrada del
filtro y compactar el lecho.
1.4.2 Intercambio Catinico y Aninico del Desmineralizador
El intercambio inico puede definirse como el intercambio de iones en una fase slida y
Filtros de carbn
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 13FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
lquida sin estructura slida permanente. El slido es el material de iones
intercambiados, reversible y sin intercambio permanente.
El intercambio inico tiene una importante aplicacin en el acondicionamiento del
ablandamiento del agua. Con pocas excepciones el intercambio inico radica en la
capacidad de volver a usar el material (resina) mediante su regeneracin. La
desmineralizacin es el proceso usado para remover las impurezas disueltas en el agua.
Los cationes tienen carga positiva y los aniones carga negativa, lo cual permite la
conduccin de electricidad y por ello son llamados electrolitos. La conductividad elctrica
es una medida de la pureza del agua. Iones contaminantes dbiles, como slice,
contribuyen solo ligeramente a la conductividad del agua. La desmineralizacin por
intercambio inico es bsicamente un proceso de dos fases que consiste en el tratamiento
con resinas intercambio de cationes y aniones.
Descarbonadores
Aniones
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 14FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.4.3 Solucin Custica del Desmineralizador
En la unidad se cuenta con un paquete de dilucin de Soda Custica, mostrado en la
fotografa siguiente.
1.4.4 Solucin de Acido Sulfrico del Desmineralizador.
En la unidad se cuenta con un paquete de dilucin de Acido Sulfrico, mostrado en la
fotografa siguiente.
1.4.5 Sumidero de Agua de Desecho del Desmineralizador
El sumidero de agua de desecho del desmineralizador funciona como un reservorio
temporal para retener, mezclar y neutralizar el agua proveniente del lavado y enjuague de
los prefiltros, cationes y aniones. El sumidero tambin tiene lneas de desage de los
sistemas de cido sulfrico y custico, los cuales recogen derrames, escapes por los
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 15FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
sellos de las bombas, vertederos, etc.
El propsito del sumidero de agua de desecho es neutralizar el agua proveniente del
retrolavado y del enjuague, la cual viene de los prefiltros, cationes y aniones a un pH de
7,5 a 8,0 mediante el uso de cido sulfrico o custico antes del bombeo al rea de
tratamiento del agua de desecho. A medida que el nivel aumenta en el sumidero, el
mezclador 06M209 se encender automticamente y el analizador AI62014A verificar el
pH y lo corregir aadiendo cido sulfrico o custico automticamente dentro del rango
de 7,5 a 8,0 antes de arrancar la bomba 06P209A y bombear el lquido al rea de
tratamiento del agua de desecho.
1.4.6 Tanque de Agua del Desmineralizador (06T201)
El Tanque de Agua del Desmineralizador tiene una capacidad de almacenaje de 2.684 m3
de agua desmineralizada. Este almacenamiento de agua desmineralizada permitir a los
productores de vapor aproximadamente unas 27 horas de funcionamiento en caso de que
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 16FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
la unidad de Agua Desmineralizada sea parada.
1.4.7 Desaereador
El servicio del desaereador consiste en devolver el condensado y el agua desmineralizada
fresca a la reposicin de alimentacin de agua de las calderas (BFW) y a los generadores
de vapor. La funcin del desaereador es remover oxgeno, CO2 y calentar el agua hasta 2
C por debajo de la temperatura del vapor saturado.
Vista del Desareador y lnea de entrada de vapor Vista inferior y transmisor de conductividad
Vistas areas del tanque de agua Desmineralizada
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 17FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.4.8 Tanque de Alimentacin de Secuestrador de Oxgeno al Desaereador
Vlvulas internas del Desareador
Vista de Interruptores y bombas de dosificacin de Secuestrante de oxigeno y Amina Flmica
Vista de los Semibulk de Secuestrante de Oxigeno y Amina Flmica con la s bombas ytableros
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 18FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.4.9 Tanque de Alimentacin de Amina Pelicular al Desaereador
Ver fotos del Punto 1.4.8
1.4.10 Tanque de Alimentacin de Inhibidor de Depsitos al Desaereador
Ver fotos del Punto 1.4.8
1.4.11 Control de Agua de la Caldera de Servicio de Vapor de Alta Presin
06F201A/B/S
1.4.12 Relacin Combustible / Aire de la Caldera de Servicio de Vapor de Alta
Presin 06F201A/B/S
1.4.13 Tambor de Separacin (K.O.) de Gas Combustible (tres trenes)
1.4.14 Filtro de Gas Combustible (tres trenes)
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 19FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.4.15 Filtro de Gas Piloto (tres trenes)
1.4.16 Tanques de Alimentacin de Inhibidores de Depsitos de las Calderas de
Alta Presin, A/B/S
Filtros de Gas natural (gas a Piloto)
Vlvulas Parada de Emergencia de GasCombustible
Entrada deGasNatural aPiloto
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 20FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.4.17 Tanque de Retencin de Acido
1.4.18 Tanque de Retencin de Custico
Ver foto anterior
1.5 BASES DEL DISEO
El requerimiento de vapor de alta presin para el complejo es de 132.169 kg./h. Las
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 21FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
calderas de vapor han sido diseadas para producir esta cantidad de vapor.
1.5.1 Anlisis de Agua de Reposicin del Desmineralizador
Cationes
Ca +2 (1) 107,5
Mg +2 (2) 35,5
Fe +2 < 0,2
Al +3 < 0,2
Na + 18,13
Total 161,53
Aniones
Alcalinidad 111,2
SO4-2 15,8
Cl- (3) 34,53
Total 161,53
Dureza Total 143,5
pH 7,7 - 8,0
Turbidez (4) < 0,5
Total slidos disueltos (5) 161
Conductividad 291
Color 42-110
Total slidos suspendidos (6) < 1
SiO2 7 - 10 ppm
Notas:
1. Iones expresados como ppm CaCO3
2. Mg +2 = Dureza Total - Dureza Ca +2. Se ha supuesto que la dureza excluye Fe+2
3. Los cationes excedieron a los Aniones en los Datos Crudos: El balance ha sido
forzado va concentracin de Cl-, (+ 24 ppm)
4. La turbidez se expresa en NTUs
5. El total de slidos disueltos es expresado en ppm CaCO3 a partir del balance
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 22FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
6. Expresado como ppm
1.5.2 Calidad de Agua Producto
Conductividad especfica 5 mohmios @ 25 C
Slice 0,1 ppm como SiO2
1.5.3 Extensin de la corrida
El sistema de condensado y de vapor est diseado para operar continuamente,
excluyendo paradas cortas para realizar reparaciones menores del equipo.
1.5.4 Rango de Variacin (turndown)
Las calderas de vapor de alta presin estn diseadas para tener un rango mximo de
variacin de 5:1.
1.5.5 Turbinas de Vapor de Servicio Crtico
Bomba de suministro de agua de enfriamiento
Bomba de alimentacin de agua para calderas de alta presin.
Bomba de alimentacin de agua para calderas de baja presin.
Compresor de aire de la planta.
Bomba de agua potable
Bomba de sistema de recirculacin por bombeo de la unidad de vaco de
gasleo pesado (HVGO)
Bomba de agua del desmineralizador
Ventilador de tiro forzado para las calderas
Bomba de sello de aceite
Excepto por la bomba del alimentador de agua de las calderas de alta presin, la bomba
del alimentador de agua para las calderas de baja presin y la bomba de suministro de
agua fresca, todos los otros servicios tienen una turbina y un motor para ser accionados.
El accionador de turbina debe ser el equipo que opere normalmente. La bomba del
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 23FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
alimentador de agua de las calderas de alta presin, la bomba del alimentador de agua de
las calderas de baja presin y la bomba de suministro de agua de enfriamiento, tienen dos
accionadores a turbina y un accionador a motor.
1.5.6 Condensador de Vapor de Exceso de Baja Presin
Un condensador de tubos aletados con ventilador condensar el exceso de vapor en el
cabezal de baja presin, que pueda resultar de trastornos operacionales, variaciones de
carga y fluctuaciones normales del proceso. En esas circunstancias, cuando la capacidad
del condensador es excedida, el vapor deber ser venteado a la atmsfera por medio de la
tubera de escape (con silenciador) de vapor de baja presin.
1.5.7 Desaereador
Un desaereador ser instalado para servir a todo el complejo. La capacidad de almacenaje
no deber ser menor de 15 minutos continuos al nivel del vertedero con la unidad
operando al 100% de su capacidad de diseo.
Garanta de funcionamiento: (1) El oxgeno efluente ser menor que 0,005 ml/l para el
rango de 10 a 100 % de capacidad de diseo. (2) El CO2 efluente ser cero a lo largo
del mismo rango. (3) El agua deber ser calentada hasta 2 C por debajo de la
temperatura del vapor saturado
El servicio del desaereador es producir agua fresca y desmineralizada para el
funcionamiento del alimentador de agua de las calderas que sirve a las calderas y a los
generadores de vapor. La mayor presin de vapor es 45 barg
Diseo de Alimentadores:
Condensado Caliente: 96.000 kg./h a 151 C
Condensado Fro: 3.300 kg./h a 98 C
Reposicin de Agua de Alimentacin de Calderas: 95.300 kg./h a 38 C
1.6 INTERCONEXIONES CON OTRAS UNIDADES DE PROCESO
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 24FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Condiciones en el Lmite de Batera
Servicio Operacin Diseo
Normal Mxima Mnima
barg C barg C barg C barg C
Vapor de BP (Nota 2) 3,1 145 3,2 146 3,0 144 6,2 166
Vapor de MP (Nota 2) 10,3 257 10,7 257 10,0 241 12,8 277
Vapor de AP (Nota 1) 41,4 388 41,0 393 40,7 382 48,3 407
Condensado de BP 2,4 138 2,6 140 2,2 136 5,2 163
Condensado de MP 6,4 167 6,5 168 6,3 167 7,2 194
Condensado de AP 13,6 197 14,0 198 13,3 196 15,4 263
Condensadopresuntamentecontaminado
6,4 167 6,5 168 6,3 167 7,2 194
Notas:
(1) El valor de la presin mxima de vapor de alta presin est basado en la operacin
de una caldera a 44,8 barg, suministrando vapor a 42,0 barg en el lmite de batera de la
planta de calderas. Las presiones normal y mnima de vapor de alta presin estn basadas
en el suministro a 42,0 barg en el lmite de batera de la caldera, menos la cada de
presin hasta la unidad ms retirada (1.000 metros equivalentes).
(2) El valor de las presiones normal y mnima de vapor de media y baja presin est
basado en 10,7/3,2 barg en el cabezal de vapor menos la cada de presin de la unidad de
proceso ms retirada (1.000 metros equivalentes)
(3) El valor de las presiones de condensado de alta y media y de condensado
presuntamente contaminado estn calculadas tomando como base la siguiente frmula:
Presin del condensado = Presin de operacin del recipiente de condensado + cada de
presin de la unidad generadora de condensado ms retirada (1.000 metros equivalentes)
+ previsiones para el cabezal esttico.
1.7 REQUERIMIENTOS DE SERVICIOS, CATALIZADORES Y QUIMICOS
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 25FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.7.1 Servicios
Los servicios suministrados a la Unidad de Agua de Alimentacin de Calderas / Vapor /
Condensado y los requerimientos durante la operacin normal son los siguientes.
1.7.2 Aire de Planta
Se suministra Aire de Planta a 7,6 barg y 43 C desde el puente de tuberas de
interconexin. No habr uso continuo de Aire de Planta asociado al proceso dentro de esta
unidad. El Aire de Planta es direccionado mediante tuberas a las diferentes mangueras
ubicadas en estaciones dentro de la unidad.
1.7.3 Aire de Instrumentos
Se suministrar Aire de Instrumentos a 7,6 barg y 43 C desde el puente de tuberas de
interconexin. El consumo normal de Aire de Instrumentos es 180 m3N/h.
1.7.4 Agua Filtrada
La reposicin de Agua Filtrada a la Unidad de Desmineralizacin es de 100 m3/h.
1.7.5 Catalizadores y Qumicos
Catalizadores y Qumicos Consumo
Resinas Catinicas
Resinas Aninicas
Acido Sulfrico 98 % para el Desmineralizador
Custico 50 % para el Desmineralizador
Antracita o Carbn para el Desmineralizador
Inhibidor de Corrosin
Secuestrador de Oxgeno
Amina Pelicular
*
*
*
*
*
*
*
*
* Ser determinado por el contratista de Ingeniera, Procura y Construccin / Suplidor
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 26FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.7.6 Requerimientos de Servicios
No.RENGLON
RENGLON POTENCIA ELECTRICA
kW
VAPOR
kg./h
CAP.TERM.
MMkcal/h
AGUA DEENFRIAMIENTO
COMBUSTIBLE
Operacin Continuo/Intermitente
AP MP BP Cond.de BP
Prdidas IncrementoC
m3/h(kg./h)
AceiteMMkcal/h
Gasm3/h
(kg./h)06P201A Bomba de retorno de
condensado12,0 24 h
06P201S Bomba de retorno decondensado
0
06P202A Bomba de condensadode Baja Presin
5,4 24 h
06P202S Bomba de condensadode Baja Presin
0
06P203A/B Bomba de agua dealimentacin de BajaPresin a caldera
- 734 734
06P203S Bomba de agua dealimentacin de BajaPresin a caldera
0
06P204A/B Bomba de agua dealimentacin de AltaPresin a caldera
- 8.684 8.684
06P204S Bomba de agua dealimentacin de AltaPresin a caldera
0
06P205A Bomba deldesmineralizador
- 802 802
06P205S Bomba deldesmineralizador
0
06P207A Bomba de cido 0,7 10 h06P207S Bomba de cido 006P208A Bomba de custico 0,7 10 h06P208S Bomba de custico 006EA201 Condensador de vapor
de BP en exceso57,6 24 h
06A201 Desaereador - 3.905 - 40506F201A/B Caldera 102.539 82,906F201S Caldera 0
Ventilador tiro forzadocon tubos aletados
0 - 5.156 5.156
RESUMEN DE REQUERIMIENTOS DE SERVICIOS
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 27FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.8 BALANCE DE MASA
1.8.1 Flujos de vapor a las turbinas (caso normal)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
66.978 310 51,6 748,2 135 0,57 237 18,15 0,45 4.342
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
66.978 310 51,6 748,2 135 0,57 237 18,15 0,45 4.342
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
6.143 28 14,9 216,1 4 0,30 13 18,15 0,30 367
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
6.143 28 14,9 216,1 4 0,30 13 18,15 0,30 367
06P103A Bomba de agua potable 13.000 57 6,3 91,4 3 0,30 10 18,15 0,24 34901P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
582.073 3.141 14,2 205,9 377 0,70 539 19,50 0,42 11.375
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
58.762 258 4,0 58 9 0,30 29 18,15 0,30 802
05P113A Bomba del pote sellador 14.924 72 11,9 172,6 7 0,30 24 19,50 0,30 71506K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 1.250 18,15 0,65 15.86506F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
Flujo Total de Vapor 61.148 kg./h
Nota: 1. La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 28FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.8.2 Flujos de vapor a las turbinas (caso de diseo)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
3.350.000 14.732 4,8 69,6 598 0,70 854 18,15 0,68 10.364
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
3.350.000 14.732 4,8 69,6 598 0,70 854 18,15 0,68 10.364
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
94.665 438 51,6 748,2 191 0,57 335 18,15 0,45 6.143
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
94.665 438 51,6 748,2 191 0,57 335 18,15 0,45 6.143
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
7.642 35 14,9 216,1 4 0,30 13 18,15 0,30 367
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
7.642 35 14,9 216,1 4 0,30 13 18,15 0,30 367
06P103A Bomba de agua potable 68.100 299 6,3 91,4 16 0,30 53 18,15 0,24 1.83301P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
698.455 3.769 14,2 205,9 453 0,70 647 19,50 0,42 13.657
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
99.008 435 4,0 58 15 0,30 50 18,15 0,30 1.375
05P113A Bomba del pote sellador 28.938 140 11,9 172,6 14 0,30 47 19,50 0,30 1.37906K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 1.250 18,15 0,65 15.86506F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
204.538 49.402 8 62,05 0,40 155 18,15 0,40 3.197
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
204.538 49.402 8 62,05 0,40 155 18,15 0,40 3.197
Flujo Total de Vapor 74.251 kg./h
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 29FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.8.3 Flujos de vapor a las turbinas (Caso 1 de Falla de Potencia)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 7.420 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
100.440 465 51,6 748,2 203 0,57 356 18,15 0,45 7.456
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
100.440 465 51,6 748,2 203 0,57 356 18,15 0,45 7.456
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
270 1 14,9 216,1 0,43 0,30 0,13 18,15 0,30 3.67
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
270 1 14,9 216,1 0,43 0,30 0,13 18,15 0,30 3.67
06P103A Bomba de agua potable 13.000 57 6,3 91,4 3 0,30 10 18,15 0,24 34901P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
582.073 3.141 14,2 205,9 377 0,70 539 19,50 0,42 11.375
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
113.059 497 4,0 58 17 0,30 56 18,15 0,30 1.542
05P113A Bomba del pote sellador 14.924 72 11,9 172,6 7 0,30 24 19,50 0,30 71506K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 1.250 18,15 0,65 15.86506F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
Flujo Total de Vapor 67.390 kg./h
Nota: 1. La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 30FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.8.4 Flujos de vapor a las turbinas (Caso 2 de Falla de Potencia)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
67.203 311 51,6 748,2 136 0,57 239 18,15 0,45 4.995
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
67.203 311 51,6 748,2 136 0,57 239 18,15 0,45 4.995
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
660 3 14,9 216,1 0,73 0,30 0.13 18,15 0,30 3.67
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
660 3 14,9 216,1 0,43 0,30 0 18,15 0,30 3.67
06P103A Bomba de agua potable 13.000 57 6,3 91,4 3 0,30 10 18,15 0,24 34401P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
582.073 3.141 14,2 205,9 377 0,70 539 19,50 0,42 11.366
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
110.995 488 4,0 58 17 0,30 57 18,15 0,30 1.558
05P113A Bomba del pote sellador 14.924 72 11,9 172,6 7 0,30 23 19,50 0,30 68906K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 1.250 18,15 0,65 15.86506F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
164.337 39.694 8 62,05 0,40 155 18,15 0,40 3.197
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
164.337 39.694 8 62,05 0,40 155 18,15 0,40 3.197
Flujo Total de Vapor 63.682 kg./h
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 31FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Nota: 1. La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
1.8.5 Flujos de vapor a las turbinas (Caso 1 de Arranque)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
0 0 0 0 0 0,70 0 18,15 0,68 0
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
66.595 308 51,6 748,2 135 0,57 237 18,15 0,45 4.342
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
0 0 0 0 0 0,57 0 18,15 0,45 0
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
5.268 24 14,9 216,1 3 0,30 10 18,15 0,30 275
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,30 0
06P103A Bomba de agua potable 0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,24 001P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
0 0 0 0 0 0,70 0 19,50 0,42 0
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,30 0
05P113A Bomba del pote sellador 0 0 0 0 0 0,30 0 19,50 0,30 006K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 0 18,15 0,65 006F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
0 0 0 0 0,40 0 18,15 0,40 0
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
0 0 0 0 0,40 0 18,15 0,40 0
Flujo Total de Vapor kg./h
Nota: La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 32FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
1.8.6 Flujos de vapor a las turbinas (Caso 2 de Arranque)
TurbinaFlujo
kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
0 0 0 0 0 0,70 0 18,15 0,68 0
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
79.102 366 51,6 748,2 160 0,57 281 18,15 0,45 5.146
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
0 0 0 0 0 0,57 0 18,15 0,45 0
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
10.169 47 14,9 216,1 6 0,30 20 18,15 0,30 550
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,30 0
06P103A Bomba de agua potable 0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,24 001P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
0 0 0 0 0 0,70 0 19,50 0,42 0
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
0 0 0 0 0 0,30 0 18,15 0,30 0
05P113A Bomba del pote sellador 0 0 0 0 0 0,30 0 19,50 0,30 006K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- 0 18,15 0,65 006F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
0 0 0 0 0,40 0 18,15 0,40 0
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
0 0 0 0 0,40 0 18,15 0,40 0
Flujo Total de Vapor 14.430 kg./h
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 33FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Nota: La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
1.8.7 Flujos de vapor a las turbinas (Caso normal con Parada de la Unidad de Recuperacin de Azufre - SRU)
TurbinaFlujo
Kg./h GPM
Delta P
BAR PSI
WHP(HP)
Eficiencia Potencia de laCaldera (HP)
Indice de Vapor(Steam Rate)
(lb./HP-h)
Eficiencia dela Turbina
Flujo de Vapor(kg./h)
06P301A Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P301B Bomba de agua deenfriamiento
2.822.000 12.410 4,8 69,6 504 0,70 720 18,15 0,68 8.734
06P204A Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
66.691 318 51,6 748,2 139 0,57 244 18,15 0,45 4.471
06P204B Bomba de agua dealimentacin AP a caldera
66.691 318 51,6 748,2 139 0,57 244 18,15 0,45 4.471
06P202A Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
4.315 20 14,9 216,1 3 0,30 10 18,15 0,30 275
06P202B Bomba de agua dealimentacin BP a caldera
4.315 20 14,9 216,1 3 0,30 10 18,15 0,30 275
06P103A Bomba de agua potable 13.000 57 6,3 91,4 3 0,30 10 18,15 0,24 34901P109A Bomba de Sist. derecirculacin de HVGO
582.073 3.141 14,2 205,9 377 0,70 539 19,50 0,42 11.375
01P109A Bomba de aguadesmineralizada
65.376 288 4,0 58 10 0,30 32 18,15 0,30 892
05P113A Bomba del pote sellador 14.924 72 11,9 172,6 7 0,30 24 19,50 0,30 71506K401A PA&1A Compresor --- --- --- --- --- --- 1.250 18,15 0,65 15.86506F201A Ventilador de Tiroforzado para Caldera A
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
06F201B Ventilador de Tiroforzado para Caldera B
164.337 39.694 8 49,856 0,40 125 18,15 0,40 2.578
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 34FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Flujo Total de Vapor 61.312 kg./h
Nota: 1. La presin diferencial de las bombas se supone igual al caso de diseo
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 36FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
BALANCE DE MASA DE CONTRINAAGUA DE ALIMENTACION A CALDERAS / VAPOR / CONDENSADO
REVISION 1 FECHA: 24 DE ABRIL DE 1998
Vapor de Alta Presin (AP)
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)06F201A/B/S Calderas de Servicio de Vapor de AP 156.36103F101/11/121 Calderas de la Unidad de Recuperacin de Azufre 29.630
Total General de Vapor de AP Generado 185.991
Usuarios06P301A/B Bombas / Turbinas de Agua de Enfriamiento 27.77006P204A/B Bombas / Turbinas de Agua de Alimentacin de Alta
Presin a Calderas12.285
06P203A/B Bombas / Turbinas de Agua de Alimentacin de BajaPresin a Calderas
715
06P103A Bomba /Turbina de Agua Potable 1.85701P109A Bomba / Turbina de Sistema de Recirculacin
(pumparound) de HVGO en Unidad CD / VD13.713
06P205A Bomba / Turbina del Desmineralizador de Agua 1.37505P113A Bomba / Turbina del Aceite de Sello 1.29306KT401A Compresor / Turbina de PA & IA 15.86806F201A/B/S Turbinas del Ventilador de Tiro Forzado (Calderas) 6.395
Total 81.22001E215 Rehervidor de la Torre de Enfriamiento Sbito de la Unidad
DC5.128
01E308 Rehervidor de Despojamiento de Planta de Recuperacinde Gas (GRP)
28.620
01E312 Estabilizador de Nafta de Planta de Recuperacin de Gas(GRP)
21.525
02E108 Rehervidor del Estabilizador de NHDT 9.80802E106 Calentador de Arranque de NHDT 001E221 Calentador del Tanque de Residuo de Vaco 594
Total 65.675F201 Horno de Unidad de Coquificacin Retardada (DCU) 907F251 Horno de Unidad de Coquificacin Retardada (DCU) 907------ Unidad de Recuperacin de Azufre 2.154
Atemperadores de Vapor de Media Presin (MP) 35.128Total 39.096
Total General de Vapor de AP Usado 185.991
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 37FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
BALANCE DE MASA DE CONTRINAAGUA DE ALIMENTACION A CALDERAS / VAPOR / CONDENSADO
REVISION 1 FECHA: 24 DE ABRIL DE 1998
Vapor de Media Presin (MP) Generadores Carga
N de Equipo Descripcin (kg./h)06P301A/B Bombas / Turbinas de Agua de Enfriamiento 27.77006P204A/B Bombas / Turbinas de Agua de Alimentacin de Alta
Presin a Calderas12.285
06P203A/B Bombas / Turbinas de Agua de Alimentacin de BajaPresin a Calderas
715
06P103A Bomba /Turbina de Agua Potable 1.85701P109A Bomba / Turbina de Sistema de Recirculacin de HVGO
en Unidad CD / VD13.713
06P205A Bomba / Turbina del Desmineralizador de Agua 1.37505P113A Bomba / Turbina del Aceite de Sello 1.29306KT401A Compresor / Turbina de PA & IA 15.86806F201A/B/S Turbinas del Ventilador de Tiro Forzado (Calderas) 6.39501E202 Generador de Vapor por Sistema de Recirculacin de
HGO9.435
06V202 Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado de AP 9.45006A204A/B Atemperador de Vapor de Media Presin 39.596
Total General de Vapor de MP Generado 139.701Usuarios
05P203A Turbina de la Bomba del Tambor K.O. del Mechurrio 2.14505P201A Turbina de la Bomba del Tambor K.O. del Mechurrio HC 2.14501E118 Calentador de Agua de Reposicin 17.98803E402 Rehervidor del Despojador de Agua Sulfurosa 2.86206A601 Vaporizador de Nitrgeno 65003E304 Rehervidor del Despojador de Amina 31.86701E216 Calentador del Tanque de Retencin de Desecho 1.35101E217 Calentador de la Carga de Adicin de Desecho 50905E102 Calentador del Tanque de Residuo Largo 47605E105 Calentador del Tanque de Gasoil Producto 39105E101A/B Calentadores del Tanque de Carga de Crudo Diluido 13.14403E118 Precalentador de Aire de la Unidad de Recuperacin de
Azufre (SRU)705
EA220 Unidad 62 454EA204/213 Unidad 62 908
Total 75.595----- Purga de la Vlvula de Coque 2.722----- Usuarios Intermitentes del Coquificador 6.804----- Sistema de Vaco 37.19801F101 Calentador de Carga a la Columna Atmosfrica 1.81501F102 Calentador de Carga a la Columna de Vaco 1.81804A114 Mechurrio de Area Tratamiento de Aguas Residuales 400----- Unidad de Recuperacin de Azufre 1.125----- Unidad de Formacin de Azufre 4.000----- Mechurrio Principal 2.000----- Eductores 1.224----- Miscelneos 5.000
Total General de Vapor de MP Usado 139.701
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 38FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
BALANCE DE MASA DE CONTRINAAGUA DE ALIMENTACION A CALDERAS / VAPOR / CONDENSADO
REVISION 1 FECHA: 24 DE ABRIL DE 1998
Vapor de Baja Presin (BP)
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)
Generadores05P201A Turbina de la Bomba del Tambor K.O. del Mechurrio HC 2.14505P203A Turbina de la Bomba del Tambor K.O. del Mechurrio 2.145
06V201 Tambor de Evaporacin Sbita de Purga de Vapor de BP 2.47006V205 Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado
Presuntamente Contaminado1.502
06V203 Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado de MP 8.623----- Unidad de Recuperacin de Azufre (SRU) 6.364
Total General de Vapor de MP Generado 23.248
01C202 Despojador de Gasleo Liviano 454----- Vapor de Inyeccin a la Columna de Vaco 4.820----- Trazado de Vapor 910----- Fugas de Vapor 23001V110 Tambor de Decantacin 30001E218 Calentador de Tanque de HVGO 29301E316 Calentador de Custico (Merox) 5306E501 Vaporizador de GLP 2.54006E502 Sobrecalentador de GLP 47806A201 Desaereador 11.21506A201 Condensador de Exceso de Vapor de Baja Presin 1.948----- Sellos de Bombas de la Unidad 62 7
Total General de Vapor de BP Usado 21.248
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 39FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
BALANCE DE MASA DE CONTRINAAGUA DE ALIMENTACION A CALDERAS / VAPOR / CONDENSADO
REVISION 1 FECHA: 24 DE ABRIL DE 1998
Condensado de Alta Presin (AC)
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)
01E215 Rehervidor de Torre de Enfriamiento Sbito de unidad CR 5.12801E308 Rehervidor del Despojador de Planta de Recup. de Gas 28.62001E312 Estabilizador de Nafta de Planta de Recup. de Gas 21.52502E108 Calentador de Arranque de NHDT 001E221 Calentador de Tanque de Residuo de Vaco 594
Total General de Condensado de AP Generado 65.675
Usuarios01V311 A Sistema de Condensado Planta de Recup. de Gas 6.27906V202 A Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado AP 59.396
Total General de Condensado de AP Usado 65.675
Condensado de Media Presin (MC)
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)01E118 Calentador de Agua de Reposicin 17.98803E402 Rehervidor del Despojador de Agua Sulfurosa 2.86206A601 Vaporizador de Nitrgeno 65003E304 Rehervidor del Despojador de Amina 31.86701E216 Calentador del Tanque de Retencin de Agua 1.35101E217 Calentador de Carga de Adicin de Desecho 50905E102 Calentador del Tanque de Residuo Largo 47605E105 Calentador del Tanque de Producto Gasoil 39105E101A/B Calentadores del Tanque de Crudo Diluido 13.14403E118 Precalentador de Aire de Unidad de Recup. de Azufre 70506V202 Del Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado AP 49.946----- EA220 454
EA204-213 908
Total General de Condensado de AP Generado 121.251Usuarios
06V205 Al Tambor de Evap. Sbita de CondensadoPresuntamente Contaminado
17.988
06V203 Al Tambor de Evap. Sbita de Condensado de MP 103.263
Total General de Condensado de MP Usado 121.251
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 40FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
BALANCE DE MASA DE CONTRINAAGUA DE ALIMENTACION A CALDERAS / VAPOR / CONDENSADO
REVISION 1 FECHA: 24 DE ABRIL DE 1998
Condensado de Baja Presin (BC)
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)
06V203 Del Tambor de Evap. Sbita de Condensado de MP 94.64006V204 Tambor de Evaporacin Sbita de Condensado de BP 11.619
Total General de Condensado de BP Generado 106.258
Usuarios06A201 106.258
Total General de Condensado de AP Usado 106.258
Purga
Generadores CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)06F201A/B/S Calderas de Servicio de Vapor de AP 8.23003F101/111/121 Calderas de la Unidad de Recuperacin de Azufre 1.56501E202 Generador de Vapor por Sist. de Recirculacin de HGO 1.04806V205 Condensado al Desalador en la Unidad de Vaco 16.48606V204 Venteo de Vapor al Ambiente----- Venteo de Vapor al Ambiente
Total General de Purga Generada 27.329
Sistema de Agua de Alimentacin a las CalderasAgua de Baja Presin para Alimentacin a Calderas
Usuarios CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)01E202 Generador de Vapor por Sist de Recirculacin de HGO 10.48303E111/112/121/122 Condensadores de Unidad de Recup. De Azufre 4.800----- A los Atemperadores de Unidad de Dest. de Crudo 4.31803A202 Atemperador de Unidad de Formacin de Azufre 233
Total Agua de Baja Presin Usada 19.834
-
SECCION 1 DISEO DEL PROCESO
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 41FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Agua de Alta Presin para Alimentacin a Calderas
Usuarios CargaN de Equipo Descripcin (kg./h)01C304 Absorbedor de Amina de Planta de Recuperacin de Gas 7.15003F101/111/121 Calderas de Unidad de Recuperacin de Azufre 31.19506F201A/B/S Calderas de Servicio de Vapor de Alta Presin 164.59006A204A/B Atemperadores de Vapor de Media Presin 4.46803A105 Atemperador de Unidad de Recuperacin de Azufre 127
Total Agua de Alta Presin Usada 207.530
Total General Agua Usada 227.365
Balance de Agua en el Desaereador
Entrada FlujoCorriente (kg./h)
Vapor de Despojamiento 11.215Condensado de Baja Presin del 06V204 11.619Condensado de Baja Presin del 06V203 94.640Reposicin de Agua de Alimentacin a Calderas 110.482
Total Entrada 227.955
SalidaBombas de Agua de Alimentacin Baja Presin a Calderas 06P203 A/B/S 19.834Bombas de Agua de Alimentacin Alta Presin a Calderas 06P204 A/B/S 207.530
Total Salida 227.955
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 1FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
2.1 Teora del Proceso
2.1.1 Filtracin de Carbn Activado
2.1.2 Teora de Intercambio Inico
2.1.3 Regeneracin de Cationes en Contracorriente
2.1.4 Regeneracin de Aniones en Co-corriente
2.1.5 Desaereador
2.1.6 Indicaciones de Agotamiento
2.1.7 Clculo de la Duracin de la Corrida de Servicio
2.1.8 Propsito del Sistema de Agua Tratada
2.2 Variables Operacionales y su Efecto Sobre la Calidad del Producto
2.3 Correlacin para la Verificacin de las Condiciones de Proceso y Conversiones
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 2FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
2.1 TEORIA DEL PROCESO
2.1.1 Filtracin con Carbn Activado
El agua es pasada a travs de un filtro de carbn activado del cual sale clara y sin ningn
sabor u olor. Mediante un proceso de absorcin el carbn remover gases tales como el
cloro as como otras molculas causantes de la presencia de sabor, color y olor.
Pasos para la Limpieza del Filtro de Carbn Activado
Retrolavado
Este paso permite devolver el flujo de agua a travs del filtro. El propsito es remover
cualquier residuo que haya sido separado del agua durante el filtrado y reclasificar el medio
filtrante.
El flujo de retrolavado depende del tipo de medio filtrante empleado as como de la
temperatura del agua. Generalmente se requieren tasas de flujo de 0,4 a 0,6 m3/minuto/m2
(de 10 a 15 gpm/pie2) para lograr una expansin del lecho filtrante de 30 %.
El proceso de retrolavado debera continuarse hasta que el efluente de desecho est tan
claro como el agua de entrada. Un tiempo de 15 a 20 minutos para este proceso es
Vista del Norte de los Filtrode Carbn Activado
Vista del Sur de los Filtro deCarbn Activado
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 3FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
normalmente aceptable.
Enjuague
Si se emplea agua cruda para el retrolavado, se debera dar al filtro un enjuague de corta
duracin antes de ponerlo en servicio de nuevo. El propsito de este paso de enjuague es el
de desplazar el agua cruda fuera del recipiente y tambin compactar el lecho.
2.1.2 Teora de Intercambio Inico
El Intercambio Inico puede ser definido como el intercambio reversible de iones, entre una
fase slida y una lquida, en el cual no ocurre un cambio permanente de la estructura del
slido. Los puntos claves de esta definicin y en intercambio inico en general son los
Cambios Reversibles y No Permanentes. El Intercambio Inico tiene aplicaciones muy
importantes en el acondicionamiento del agua tales como suavizamiento y desionizacin.
Con pocas excepciones, la gran utilidad del intercambio inico reposa en la habilidad de usar
y reusar el material de intercambio de iones. Por ejemplo, en suavizamiento de agua:
2R Na + + Ca 2+ R2Ca 2+ + 2Na +
El intercambiador R en la forma de in sodio es capaz de intercambiarse por calcio y as
remover el calcio del agua dura y reemplazarlo por una cantidad equivalente de sodio.
Subsecuentemente, la resina cargada de calcio puede ser tratada con una solucin de
cloruro de sodio, regresando a su forma de sodio original y permitiendo otro ciclo de
operacin. Este paso de conversin es llamado comnmente regeneracin. La reaccin se
revierte; el intercambiador de iones no es alterado permanentemente. Durante su operacin,
por un perodo de muchos aos, millones de galones de agua pueden ser tratados por cada
pie cbico de resina.
La desmineralizacin es el proceso de remocin de las impurezas inicas presentes en el
agua. Estos cationes cargados positivamente y aniones cargados negativamente permiten la
conduccin de la electricidad y son llamados electrolitos. La conductividad elctrica es, por
consiguiente, una medida de la pureza del agua, con una baja conductividad
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 4FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
correspondiendo a una alta pureza. Los contaminantes dbilmente ionizados tales como la
slice contribuyen solo ligeramente a la conductividad del agua.
La desmineralizacin por intercambio inico es bsicamente un proceso de dos pasos que
envuelve el tratamiento con resinas de intercambio catinicas y aninicas. Este tratamiento
puede ejecutarse como una operacin en serie o en un lecho comn dependiendo de las
condiciones y requerimientos del proceso.
En la mayora de los sistemas de desmineralizacin el agua se hace pasar primero por el
intercambiador de cationes. All los cationes Ca +2, Mg +2 y Na + son intercambiados por H +.
1. RH + + Na + RNa + + H +
2. 2RH + + Mg 2+ R2Mg 2+ + 2H +
3. 2RH + + Ca 2+ R2Ca 2+ + 2H +
El grado de remocin de estos iones depende de la selectividad de la resina catinica. Estas
resinas exhiben una selectividad mucho mayor hacia los iones divalentes de calcio y
magnesio en contraste con los iones monovalentes de sodio (o de potasio si estuviese
presente). De esta manera, cualquier filtracin (no remocin) del intercambiador de cationes
tender a ser de sodio en vez de calcio o magnesio.
Se puede considerar que los iones de hidrgeno formados en el intercambiador de cationes
formarn cidos con los aniones presentes:
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 5FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
4. H + + Cl - HCl
5. 2H + + SO4 -2 H2SO4
6. H + + HCO3 - H2CO3
Los cidos fuertes como el HCl y el H2SO4 estn altamente disociados, es decir que las
reacciones mostradas anteriormente estn desplazadas fuertemente hacia la izquierda
produciendo iones H + libres. La presencia de estos iones tiende a limitar la extensin hasta
donde la reaccin (1) ocurre. Por otro lado, el H2CO3 es un cido dbil con su equilibrio de
reaccin tendiendo hacia la derecha y produciendo una reduccin neta de iones H + en la
solucin. Esta condicin permite la remocin del in hidrgeno permitiendo que la reaccin
(1) ocurra hasta casi su total extensin. De esta forma, cualquier filtracin o prdida de sodio
estar asociada solamente con aguas de alto contenido de cloruros o sulfatos pero no
siempre con aguas de una alta alcalinidad (HCO3 -, CO3 -2, OH -).
A medida que el agua pasa a travs de la columna de extraccin de cationes, el in Na + es
intercambiado continuamente por H +. A medida que la concentracin de Na + disminuye y la
concentracin de hidrgeno aumenta, el equilibrio se hace demasiado desfavorable para la
remocin adicional de sodio. Mientras procede el agotamiento de la resina, la misma contiene
proporcionalmente mayor cantidad de Na + y menor cantidad de H +. Probablemente la zona
de intercambio se desplazar hasta el fondo del lecho y el sodio aparecer en el efluente. En
este momento, la resina ser retirada de servicio y regenerada.
Con la aparicin de cidos dbiles a medida que el agua filtrada pasa a travs de la resina
catinica, el valor de pH del efluente ser de alrededor de 3,5. El proceso de
desmineralizacin prosigue al pasar el agua descationizada a travs de un desgasificador.
El Desgasificador de Tiro Forzado est diseado de tal forma que el agua es rociada hacia
abajo a travs del material de empaque. Al mismo tiempo el aire de despojamiento entra a la
torre por debajo del empaque y circula en contra corriente con el agua. El empaque de la
torre disgrega el agua para permitir su contacto ntimo con el aire. El aire sirve para diluir los
gases presentes y de esta manera disminuir su presin parcial y su solubilidad y por tanto,
manteniendo una fuerza impulsora para la liberacin de dixido de carbono.
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 6FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
El proceso de desmineralizacin es completado por el tratamiento con resina aninica cuya
alimentacin son los cidos de los aniones de la alimentacin de agua cruda. Estos aniones
son intercambiados por hidrxido.
El hidrxido neutraliza al cido a medida que el agua desciende a travs de la columna. La
seleccin de la resina (s) de intercambio aninico es un aspecto crtico sobre la calidad del
agua alcanzable y sobre la economa del sistema. Cuando se requiere agua de alta calidad
se emplea una resina de intercambio aninica fuertemente bsica.
7. R + OH - + Cl - R + Cl - + OH -
8. 2R + OH - + SO4 -2 R2SO4 + 2OH -
9. R + OH - + HCO3 - R + HCO3 + OH -
10. R + OH - + HSiO3 - R + HSiO3 - + OH -
Dado que el in hidrxido liberado es neutralizado por los cidos, se produce un equilibrio
cido - base favorable razn por la cual no se producen escapes de cido. Tanto la slice
como el dixido de carbono son tambin reducidos a niveles muy bajos. La regeneracin se
logra mediante el empleo de una solucin bsica fuerte tal como la custica.
Vista de los descarbonadores Vista de los auxiliares de losdescarbonadores
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 7FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
2.1.3 Regeneracin de Cationes en Contracorriente
Regeneracin
Una reaccin de intercambio inico puede continuar solamente mientras el material de
intercambio pueda suplir hidrgeno para reemplazar los cationes del agua cruda. El lecho de
intercambio debe ser regenerado cada ciertos intervalos para reaprovisionar los iones
reemplazables en el material de intercambio.
Cuando el Intercambiador Catinico ya no es capaz de producir el intercambio debe ser
devuelto a su estado original mediante su regeneracin con cido diluido. El proceso de
regeneracin ocurre de acuerdo con la siguiente reaccin:
CaZ2 + H2SO4 2HZ + CaSO4
MgZ2 + H2SO4 2HZ + MgSO4
No existe el peligro de precipitacin de sulfato de calcio cuando se emplea cido sulfrico,
por lo tanto, la inyeccin se realiza usando un escaln sencillo de 5 %.
Desplazamiento
Para conseguir bajos niveles de escape de sodio durante las corridas de servicio, se hace
necesario mantener, durante la regeneracin, el extremo del efluente de la columna,
regenerada a contra corriente, libre de contaminacin de iones de sodio. Para el enjuague
por desplazamiento deber emplearse agua descationizada. En aquellos sistemas
regenerados por flujo ascendiente, solamente uno o dos volmenes de lecho de enjuague
ascendiente son requeridos mientras que el enjuague puede ser completado con flujo
descendiente empleando agua cruda.
Ciclo de Retrolavado
Despus del desplazamiento con cido, el retrolavado del lecho de resina se realiza con
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 8FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
efluente filtrado de la unidad por lo menos durante 10 minutos de tal forma que el lecho se
afloje y que las partculas extraas o burbujas que pudiesen haberse recolectado sean
descargadas al desecho. El agua pasa hacia el fondo del recipiente intercambiador de
cationes a travs de la vlvula de entrada del retrolavado, circula a travs del sistema de
drenajes inferiores, asciende por el lecho y sale del tanque hacia el desecho a travs de la
vlvula de salida del retrolavado. De esta manera el agua es circulada uniformemente a
travs del lecho de manera tal que el flujo ascendiente lo expande, agita los granos y limpia
sus partculas. Con objeto de prevenir la expansin excesiva del tanque y las prdidas
consecuentes, la tasa de agua de retrolavado est controlada mediante la vlvula de salida
de retrolavado. Esta vlvula es regulada para mantener la presin adecuada que fija la tasa
constante de retrolavado.
Enjuague
Luego de retrolavar y sedimentar, las sales y el cido en exceso son escurridos del lecho. Se
emplea para esto el agua efluente del filtro de carbn.
2.1.4 Regeneracin de Aniones en Contracorriente
Retrolavado
Al final del perodo de servicio se hace necesario regenerar el lecho. Para preparar el lecho
para su regeneracin, el mismo es retrolavado con el efluente de la unidad catinica por al
menos 10 minutos de tal forma que el lecho se afloje y que las partculas extraas o burbujas
que pudiesen haberse recolectado sean descargadas al desecho. El agua pasa hacia el
fondo del tanque a travs de la vlvula de entrada del retrolavado, circula a travs del
sistema de drenajes inferiores, asciende por el lecho y sale del tanque hacia el desecho a
travs de la vlvula de salida del retrolavado. De esta manera el agua es circulada
uniformemente a travs del lecho de manera tal que el flujo ascendiente lo expande, agita los
granos y limpia sus partculas. Con objeto de prevenir la expansin excesiva del tanque y las
consecuentes prdidas de resina por el tope del tanque hacia el desecho, la tasa de agua de
retrolavado est controlada mediante la vlvula de salida de retrolavado. Esta vlvula es
regulada para mantener la presin adecuada que fija la tasa constante de retrolavado.
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 9FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Regeneracin
La regeneracin del material de intercambio aninico es similar a la del material catinico.
Cuando el material ya no es capaz de intercambiar aniones, se devuelve a su estado original
mediante el empleo de lcali. En los intercambiadores aninicos se emplea soda custica.
R2SO4 + 2NaOH 2ROH + Na2SO4
RCl + NaOH ROH + NaCl
RHCO3 + NaOH ROH + NaHCO3
RHSiO3 + NaOH ROH + NaHSiO3
Las unidades aninicas deben ser regeneradas con agua descationizada o desmineralizada
para prevenir la formacin de depsitos de carbonato de calcio e hidrxido de magnesio
provenientes del ensuciamiento de la resina.
Antes de la inyeccin de compuestos qumicos, el Intercambiador Aninico de Base Fuerte
es precalentado con agua a 35 C para alcanzar una remocin ptima de slice durante la
regeneracin.
El custico diluido empleado para regenerar la resina aninica de base fuerte no se descarga
como desecho sino que se enva al Intercambiador Aninico de Base Dbil para regenerar la
resina de base dbil.
La regeneracin de las resinas de intercambio aninico es un proceso lento en contraste con
la regeneracin de resinas catinicas. Para los Intercambiadores Aninicos es importante un
tiempo de contacto prolongado. Las soluciones se emplean en concentraciones de 4 % y son
extradas y desplazadas a travs del lecho a velocidades controladas y a una temperatura de
35 C.
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 10FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
El tiempo de contacto es aquel que toma un volumen entero de solucin para pasar una
marca en el lecho. Usualmente una parte del tiempo de contacto se logra mientras el la
solucin regeneradora est siendo extrada y el resto durante el desplazamiento. Las
velocidades y tiempos dados en los Datos de Operacin de Glegg han sido calculados para
proporcionar el tiempo de contacto adecuado y deberan ser seguidas esmeradamente.
El tiempo de contacto debe ser obtenido con soluciones que proporcionan regenerante fresco
en forma constante a las superficies de intercambio y se llevan los productos de desecho. Si
el flujo es detenido, los productos de desecho se acumulan sobre las superficies impidiendo
la regeneracin.
Agua de Desplazamiento y Enjuague
Despus de la regeneracin, las sales y el exceso de lcalis son escurridos del lecho
empleando agua desmineralizada para desplazamiento y agua de servicio para el enjuague.
Panel de control del sistema de regeneracin y control de procesamiento de aguaDesmineralizada
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 11FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
2.1.5 Desaereador
Dixido de Carbono
Sistema de inyeccin de Acido Sulfrico y Soda Custica para la Neutralizacin de laPiscina y Sistema de almacenaje y bombeo
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 12FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
El dixido de carbono en forma libre se encuentra, como el oxgeno, en la mayora de las
fuentes de agua natural. De forma diferente al oxgeno, solamente unas cantidades muy
pequeas son recogidas de la atmsfera. La mayor parte del dixido de carbono se forma por
descomposicin de la materia orgnica. El contenido de dixido de carbono del agua de lluvia
es menor a 2 ppm; sin embargo muchas fuentes de agua contienen entre 50 y 300 ppm de
CO2 libre. La diferencia se debe a la cantidad de materia orgnica en descomposicin
presente en esas fuentes.
Cuando el dixido de carbono libre entra en contacto con ciertos elementos o compuestos
(caliza, yeso, dolomita, magnesita, etc.), una gran porcin es convertida a bicarbonatos los
cuales no existen como gases en sus formas combinadas. A un valor de pH dado, la
cantidad de bicarbonato versus el dixido de carbono libre presente alcanza un equilibrio.
Cuando dos de los tres parmetros mencionados son conocidos, especficamente el pH, la
cantidad de bicarbonato o la cantidad de dixido de carbono libre (cualquiera de ellos), el
tercero puede ser calculado.
El dixido de carbono es corrosivo. Esto es comprobado por el hecho de que ha ocurrido
corrosin severa en tuberas de retorno de condensado libre de oxgeno. El dixido de
carbono es tambin un factor acelerador de la corrosin causada por oxgeno disuelto.
Rompe vrtices de succin Punto de inyeccin de qumicos
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 13FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Teora Pertinente al Proceso de Desgasificacin
Para un mejor entendimiento del mecanismo de remocin de gas, revisaremos algunas de
las bien conocidas leyes de los gases.
- Ley de Boyle
La presin de un gas es inversamente proporcional a su volumen siempre y cuando la
cantidad de gas y la temperatura sean mantenidas constantes.
- Ley de Charles
La presin de un gas es directamente proporcional a la cantidad del mismo cuando su
temperatura y volumen son mantenidos constantes. Por lo tanto, si a un gas confinado se le
permite ventear hasta que solo quede la mitad de su volumen original, entonces la presin
del gas remanente ser la mitad de la presin original.
- Ley de Dalton
La presin total de una mezcla de varios gases es igual a la suma de las presiones que cada
uno de los gases ejerce como si estuviese solo en el volumen ocupado por la mezcla. La
presin total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de los
componentes individuales (P total = P1 + P2 + P3 + ). La presin parcial de cada componente
Vista del Desaereador desde elOeste Vista del Desaereador
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 14FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
es igual a la presin total multiplicada por su fraccin molar en la mezcla. Por ejemplo, en
una mezcla de 75 % de oxgeno y 25 % de dixido de carbono a 100 psi (7,1 kg/cm2) de
presin total, la presin parcial del oxgeno ser 75 psi (5,3 kg/cm2) y la del dixido de
carbono 25 psi (1,8 kg/cm2).
- Ley de Henry
Con la excepcin de aquellos gases unidos qumicamente al solvente la cantidad de gas
disuelto en una cantidad dada de solvente o solucin es directamente proporcional a su
presin parcial sobre el solvente o solucin. Esta ley aplica tanto a los componentes
individuales de las mezclas de gases como a gases individuales puros. La concentracin de
cada componente disuelto ser, de acuerdo con la ley, proporcional a su propia presin
parcial y no a la presin total. Por ejemplo, si un mol de un gas se disuelve en un cierto
volumen de agua a una presin de 50 psi (3,6 kg/cm2), se disolvern dos moles si la presin
es duplicada.
Otros factores
En general, la solubilidad de los gases disminuye a medida que la temperatura de los
solventes aumenta. Cuando el agua alcanza su temperatura de saturacin, todos los gases
no combinados qumicamente son tericamente insolubles en ella y por lo tanto pueden ser
removidos.
Ciertos gases (tales como el dixido de carbono, el sulfuro de hidrgeno y el amonaco)
reaccionan parcialmente y se combinan con los iones del solvente. Para lograr una remocin
ms completa de estos gases, puede ser necesario realizar ajustes en el pH.
Al revisar los conceptos contenidos en las leyes descritas anteriormente, se hace evidente
que un gas puede ser removido del agua reduciendo la presin parcial del mismo en la
atmsfera circundante, sin importar la presin total del sistema. Esto puede lograrse
mediante el uso de un gas despojador que diluya la atmsfera circundante reduciendo
consecuentemente la concentracin del gas disuelto. El gas despojador empleado puede
variar dependiendo del mtodo particular y del propsito de la desgasificacin.
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 15FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Si la remocin de dixido de carbono es el objetivo primordial, sin prestar atencin al
contenido de oxgeno en el agua tratada, se puede emplear aire como diluyente. El mismo es
circulado a contracorriente con el agua que se desea tratar y luego es venteado.
Si la reduccin tanto de dixido de carbono como de oxgeno son importantes, el vapor de
agua presente puede ser usado como diluyente. Cuando el agua est siendo tratada, la
misma se hierve, como en el caso de un desaereador. El vapor de agua liberado actuar
para reducir las presiones parciales del CO2 y el O2 presentes.
El fenmeno de remocin de gases del agua mediante el empleo de vapores despojadores
implica dos mecanismos separados. El primero es la separacin mecnica, por ebullicin, del
gas presente en el lquido. Esto se logra principalmente mediante roco o por otros mtodos
de agitacin de la mezcla gas lquido. Es interesante notar que en el caso de remocin de
oxgeno en un desaereador, la separacin mecnica da cuenta de la remocin de 90 a 95%
del contenido de oxgeno inicial. El segundo mecanismo es la difusin molecular. La difusin
de las partculas de gas a la atmsfera circundante ocurre cuando la presin interna total del
solvente lquido y los gases disueltos es ligeramente mayor a la presin impuesta sobre el
sistema. La remocin de dixido de carbono, debido a sus interaccin qumica con el agua,
es principalmente por difusin molecular antes que por separacin mecnica.
No existe una lnea de separacin claramente definida que separe la ebullicin de la difusin.
En conjunto, las peculiaridades en el diseo del los equipos relacionadas con la eficiencia de
calentamiento, la energa de rociado y el espacio disponible a travs del cual el agua circula
antes de entrar al proceso de difusin aereacin, controlan la separacin.
2.1.6 Indicaciones de Agotamiento
Filtros
- Incremento excesivo del diferencial de presin o su cada de presin, uno por
ensuciamiento y el otro por canalizaciones de los lechos
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 16FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
Intercambiadores Catinicos
- Incremento del escape de sodio
- Presencia de calcio y/o magnesio
- Incremento del pH
Intercambiadores Aninicos
- Incremento del escape de slice
- Incremento en la conductividad
- Reduccin del pH
2.1.7 Clculo de la Extensin de la Corrida
V = Capacidad de la Resina x Volumen de la Resina x 1.000 Galones U. S. A.;ppm / 17,12
donde:
V = volumen en galones U.S.A.
Capacidad de la Resina = kg. pie3
Volumen de la Resina = pie3
Ppm = partes por milln de las impurezas
intercambiables expresadas como CaCO3
2.1.8 Propsito del Sistema de Agua Tratada
Existe, por lo tanto, un exceso de capacidad proveniente del Sistema de Agua Tratada por
encima de los requerimientos del Desaereador, el cual espera tener un requerimiento de 100
m3/hr bajo condiciones normales de operacin, dependiendo de cuntos desaereadores y
calderas asociadas estarn en servicio en un tiempo dado.
El diseo de la unidad de Desmineralizacin producir una calidad de agua de alimentacin a
las calderas que cumplir o exceder las especificaciones requeridas para calderas
presurizadas a 41 barg (42 kg/cm2) por la Asociacin Estadounidense de Fabricantes de
Calderas (ABMA).
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 17FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
El Tanque de Almacenamiento de Agua Tratada poseer una capacidad amortiguadora de 24
horas de almacenamiento con los requerimientos de empleo actualmente anticipados tales
como han sido descritos anteriormente.
El Sistema de Agua Tratada est diseado para proveer agua desmineralizada
continuamente como un servicio crtico en apoyo al Proyecto.
2.2 VARIABLES OPERACIONALES Y SU EFECTO SOBRE LA CALIDAD DEL
PRODUCTO
El personal responsable de la operacin del sistema de Agua de Alimentacin a las Calderas
/ Vapor / Condensado debe poseer un conocimiento cabal de los procedimientos
operacionales de estas unidades. Las unidades complejas de generacin de vapor de la
planta tienen altas tasas de liberacin de calor y son muy sensibles a la corrosin y a los
compuestos formadores de incrustaciones en el agua de alimentacin a las calderas. Los
desmineralizadores deben ser operados dentro de las condiciones de diseo para remover
impurezas inicas disueltas provenientes del agua de reposicin del desaereador. La
produccin continua de agua de alta pureza para alimentacin a las calderas es
absolutamente necesaria para la operacin continua de la refinera.
Los circuitos de control automtico han sido diseados para proveer un sistema que cumple
con las garantas de desempeo. Se proveyeron enclavamientos para prevenir daos a los
equipos en el caso de una falla de algn componente del controlador. Una falla de un
componente puede resultar en un desempeo inaceptable del sistema. Ser necesario que
personal calificado de operaciones ejecute chequeos peridicos del desempeo de la unidad,
tales como secuencias de operacin de vlvulas y bombas, indicaciones de instrumentos y
anlisis qumicos de los efluentes durante la operacin y de las soluciones regenerantes
durante la operacin de regeneracin.
El final de una corrida de servicio en el desmineralizador es indicada por el volumen total
procesado por el tren de desmineralizacin o por un alto contenido de slice o una alta
conductividad en el efluente del intercambiador aninico, cualquiera que ocurra primero.
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 18FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
La mejor prctica operacional consiste en operar los trenes del desmineralizador a la
capacidad calculada tomando como base el anlisis de agua de alimentacin, antes que
esperar por el agotamiento total, como lo indicara una alta conductividad del efluente o la
presencia de slice en el anlisis. La operacin de los trenes a la capacidad calculada,
tomando como base el anlisis qumico del agua de alimentacin, proveer duraciones de
corridas de servicio y condiciones operacionales uniformes. Si un tren es operado en exceso,
como lo indicara una alta conductividad o la presencia de slice, puede ser necesario
duplicar el tiempo de inyeccin de qumico regenerante en la siguiente regeneracin para
restituir las condiciones normales de operacin.
En el modo automtico de operacin, un tren de desmineralizacin pasar automticamente
al modo en espera (standby) y luego al ciclo de regeneracin al final de la corrida cuando el
volumen procesado se haya completado o cuando se detecte alta conductividad o alto
contenido de slice.
Un retrolavado satisfactorio es uno de los pasos ms importantes en la regeneracin de
cualquier resina, de tal forma que su entera capacidad est disponible para la siguiente
corrida de servicio. El retrolavado debe ser realizado a un flujo suficiente como para remover
todos los slidos suspendidos de los lechos de resina y para aflojar y expandir el material de
intercambio inico que se compacta durante el servicio del intercambiador. Durante el
retrolavado, los pequeos glbulos de la resina se desplazan hacia el tope del lecho mientras
que los glbulos ms grandes permanecen en el fondo. Esto ayuda a prevenir la canalizacin
a travs del lecho durante las corridas de servicio. El emplear tasas inferiores de retrolavado
Vista desde el Norte los Aniones ysus respectivos analizadores
Vista desde el Oeste de losAniones y sus auxiliares
-
SECCION 2 CONDICIONES DE OPERACION
FECHA DE ELABORACION: 06 de Enero de 1.999 PAGINA: 19FECHA DE REVISION: Marzo / 2002 REV. 2
en comparacin con los valores requeridos bien dejar la resina parcialmente sucia o bien no
aflojar y reclasificar el material de intercambio inico. Un retrolavado insatisfactorio no
permitir al producto qumico regenerante entrar en contacto con todas las superficies
disponibles de la resina lo cual resultar en una capacidad de intercambio reducida.
2.3 CORRELACIONES PARA VERIFICACION DE LAS CONDICIONES DE PROCESO
Y CONVERSIONES