Simulación con el software Hysys

La nueva unidad de isomerización propuesta por YPFB Refinación ha sido simulada con los datos establecidos y algunas correcciones realizadas, para cumplir con las especificaciones del simulador, la simulación se realizó mediante el software hysys V8.

Este simulador nos permite realizar cambios en las variables de operación como ser la presión, temperatura y el número de platos en casos de torres de separación, los datos representados de color azul en los equipos y las corrientes son lo que ingresamos al simulador y podemos modificarlos, los datos en color negro son los cálculos q el simulador por medio de un paquete de fluidos que realiza las correlaciones de las variables la cual es es seleccionada de acuerdo al tipo de fluido, en el caso de isomerización utilizaremos el paquete ´´SKR´´´

Corriente de entrada

en la figura() se observa las condiciones de la corriente de LSR(Gasolina Liviana) al Spliter de Naftas.

A una temperatura de 95 o F y una Presión de 110 Psig con un flujo de 9000 Bbl/día

FIG CONDICIONES DE LA CORRIENTE DE LSR (GASOLINA LIVIANA)

Los datos de las condiciones de la corriente de entrada están en la tabla 17…… estas son las condiciones de la corriente en Hysys, que ingresa al Spliter de Nafta.

En la siguiente figura, se observa la composición del LSR (Gasolina Liviana)

FIGURA COMPOSICION DEL LSR

Como se puede observar los componentes con mayor fracción en volumen son i-pentane, n-pentane, n-hexane.

Spliter de Nafta

En la siguiente figura se observa el diseño de la torre de Spliter de Nafta. Con sus corrientes de entrada y de salida y el reflujo del reboiler en el fondo de la torre.

FIGURA CARACTERISTICAS DEL SPLITER DE NAFTA

En la figura, se observa el proceso de separación del LSR (Gasolina Liviana) y las corrientes de salida de C5 (pentanos) y C6 (Hexanos) por la cabeza y C7 (heptanos) y C8 (octanos) por el fondo.

FIGURA SPLITER DE NAFTA

Corriente de Cabeza

FIGURA COMPOSICION DE C5 Y C6

En la figura, se observa la composición de C7 (heptano) y C8 (octano) que sale por el fondo donde resaltan las fracciones de n-octano y n-heptano

FIG. COMPOSICION DE C7 Y C8

Descripcion de la corriente de entrada e C5 y C6 al reactor

Una vez separadas las corrientes del LSR (Gasolina Liviana), la corriente de cabeza de C5 y C6 entran a un compresor que tiene la función de aumentar la presión del flujo y por ende su temperatura necesaria para el funcionamiento del Reactor, el cual es alimentado por una corriente de hidrogeno que sirve como catalizador para las reacciones en el reactor a una presión y temperatura similar a la de la corriente de C5 y C6. En la siguiente figura, se puede observar as temperaturas y presiones de entrada al reactor.

FIGURA DIAGRAMA DE COMPRESION Y ENTRADA AL REACTOR

Las corrientes de C5 y C6 debe estar en las condiciones mostradas en la tabla para entrar al reactor.

Tabla CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL REACTOR

Presion de Trabajo (psig) 250-400Temperatura del Reactor (oF) 250-300 En la figura se muestra una de las reaccione que se producen en el Reactor donde los números negativos son los reactivos y los positivos los productos.

FIGURA REACCION DE ENTRADA AL REACTOR

Una vez la corriente de C5 y C6 que salen del Reactor a determinada presión y Temperatura estas deben entrar a las condiciones necesarias al Separador de H2, para esto se tuvo que utilizar un intercambiador de calor a la salida del Reactor y llevarla a enfriar para entrar al Separador una vez separada la Nafta de esta vuelve a entrar al Intercambiador de calor aumentado su temperatura con la corriente de salida del Reactor aprovechando la energía para entrar a la Torre Estabilizadora.

TABLA CONDICIONES DEL SEPARADOR

Temperatura del Separador oF 160Presion del Separador Psig 300

FIGURA DIAGRAMA DE ENTRADA AL SEPARADOR DE HIDROGENO

Con el separador obtenemos el H2 por cabeza y la Nafta separada de H2 por el fondo.

En la siguiente figura tenemos la Torre Estabilizadora la cual va a estabilizar la Gasolina a partir del C5 hasta el C10 Para su transporte o almacenamiento.

Las condiciones de la torre estabilizadora con la salida de gas por el condensador el reflujo del Reactor del reboiler ver fig……

En la figura…. Tenemos la Torre Estabilizadora con sus corrientes de salida por la cabeza de gas y por el fondo la obtención de la Gasolina Especial.

Estabilizada con un RON de 82,7.

VALIDACION DE LOS DATOS OBTENIDOS

Especificacion de las condiciones finales de operación

En la siguiente tabla se muestra las condiciones de entrada a la unidad de Isomerización.

CONDICIONES DEL LSR (GASOLINA LIVIANA)

CARACTERISTICA VALORFlujo Molar (lbmol/hora) 1.071Presion (Psig) 110Temperatura (oF) 95

En la tabla a continuación nos muestra las condiciones de Gasolina al final del proceso.

CARACTERISTICA VALORFlujo Molar (lbmol/hora) 863.2Presion (Psig) 150Temperatura (oF) 195

Verificacion del cumplimiento de la Gasolina Especial

En la siguiente tabla nos muestra las especificaciones de la Gasolina Especial

}

CARACTERIZACION DE LA GASOLINA ESPECIAL

PRUEBA ESPECIFICACION UNIDAD MOTODO ASTMGrav. Especifica 0.7200 D-1298Relacion V-L=20 (760mmHg)

51 (124) mi OC (OF) D-2533

Tension Vapor Reid a 100 oF (38 OC)

9.5 max Lb/plg2 D-323

Contenido de plomo 0 g/gal D-439Corrosion lamina de cuyo

N° 1 max D-130

Gomas existentes 5 max Mg/100m D-381Azufre total 0.05 %peso D-1266Octanaje RON 82 min. D-2699Color Incolora a Lig. Ama. VisualApariencia Cristalina D-240Poder Calorifico 21000 Btu/lb D-86Destilacion Engler (760 mmHg)10% vol 60 (140) max OC (OF)50% vol 77-116 (170-240) OC (OF)90% vol 185 (365) max OC (OF)Pto. Final 225 (437) max OC (OF)Residuo 2 max %vol

De acuerdo con las especificaciones de la Gasolina especial en el Reglamento de calidad Carburantes y Lubricantes de Bolivia se destaca como punto mas importante el RON con 82 como minimo.