Diagrama de Flujo Area 3 Dwg Model 1
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1. INGENIERIA DEL PROCESO......................................................................................31.1. Bases del diseño generales (BEQ)..........................................................................31.2. Bases de diseño del proceso específico...................................................................7
1.2.1. Bases de diseño Área 100: Planta de tratamiento gases ácidos (MDEA).............71.2.2. Bases de diseño Área 200: Planta de tratamiento de aguas ácidas.......................81.2.3. Bases de diseño Área 300: Planta de azufre (Claus).............................................91.2.4. Bases de diseño Área 400: Planta NaHS............................................................101.2.1. Definición de la alimentación y productos (cantidad y calidad)...................111.2.1.1. Alimentación a Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos.......................111.2.1.2. Productos de Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos...........................131.2.2. Condiciones de límite de batería...................................................................151.2.2.1. Límite de batería Área 100...............................................................................161.2.2.2. Límite de batería Área 200...............................................................................171.2.2.3. Límite de batería Área 300...............................................................................181.2.2.4. Límite de batería Área 400...............................................................................19
1.3 Descripción del proceso........................................................................................201.3.1. Descripción Área 100: Planta de tratamiento de gases ácidos (MDEA)............201.3.2. Descripción Área 200: Planta de Tratamiento de Aguas Acidas........................231.3.3. Descripción Área 300: Planta de Azufre.............................................................251.3.4. Descripción Área 400. Planta de sulfhidrato de sodio (NaHS)...........................26
1.4. Balances de materia y energía...............................................................................271.4.1. Balances de materia y energía Área 100.............................................................271.4.2. Balances de materia y energía Área 200.............................................................291.4.3. Balances de materia y energía Área 300.............................................................301.4.4. Balances de materia y energía Área 400.............................................................33
1.5. Diagrama de Flujo del proceso (PFD)..................................................................341.6. Lista de equipos....................................................................................................35
1.6.1. Listado de equipos Área 100...............................................................................351.6.2. Listado de equipos Área 200...............................................................................361.6.3. Listado de equipos Área 300...............................................................................371.6.4. Listado de equipos Área 400...............................................................................38
1.8. Hidráulica de los circuitos de la unidad................................................................391.8.1. Diámetros de línea Área 100...............................................................................391.8.2. Diámetros de línea Área 200...............................................................................391.8.3. Diámetros de línea Área 300...............................................................................401.8.4. Diámetros de línea Área 400...............................................................................40
2. Ingeniería Básica Mecánica..............................................................................................412.5. Hojas de especificación de equipos......................................................................41
2.5.1. Recipientes a presión....................................................................................412.5.1.1. Separadores acumuladores...............................................................................412.5.1.1.1. Hoja de especificación del separador F-101.................................................412.5.1.1.2. Hoja de especificación del acumulador F-102..............................................422.5.1.1.3. Hoja de especificación del separador F-103.................................................432.5.1.1.4. Hoja de especificación Acumulador F-202...................................................442.5.1.1.5. Hoja de especificación separador F-306.......................................................452.5.1.2. Equipos de transferencia de masa....................................................................46
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2.5.1.2.1. Hoja de especificación de columna E-101....................................................462.5.1.2.2. Hoja de especificación de la columna E-102................................................472.5.1.2.3. Hoja de especificación de la torre E-201......................................................482.5.1.2.4. Hoja de especificación torre E-202...............................................................492.5.1.3. Platos, rellenos de columnas y elementos interiores de recipientes.................502.5.1.3.1. Hoja de especificación de platos y relleno de la torre E-102........................502.5.1.3.2. Hoja de especificación de platos y relleno de la torre E-201........................512.5.1.3.3. Hoja de especificación de platos y relleno de la torre E-202........................522.5.2. Reactores.......................................................................................................532.5.2.1. Hoja de especificación de los reactores de la unidad Claus.............................532.5.2.2. Hoja de especificación Reactor NaHS (D-401)...............................................542.5.3. Intercambiadores de calor.............................................................................552.5.3.1. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-101.............................552.5.3.2. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-102.............................562.5.3.3. Hoja de especificación intercambiador de calor C-103...................................572.5.3.4. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-104...........................582.5.3.5. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-201............................592.5.3.6. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-202............................602.5.3.7. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-203...........................612.5.3.8. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-204.............................622.5.3.9. Hoja de especificación del intercambiador integrado C-301...........................632.5.3.10. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-302..........................642.5.3.11. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-303..........................652.5.3.12. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-304..........................662.5.3.13. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-305..........................672.5.5. Hornos y calderas..........................................................................................682.5.5.1. Hoja de especificación del horno B-301..........................................................682.5.5.2. Hoja de especificación de la caldera B-302.....................................................69
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SECCIÓN A- UNIDAD DEL PROCESO
1. INGENIERIA DEL PROCESO
1.1. Bases del diseño generales (BEQ)
A. Objetivos del Proyecto
El proyecto corresponde a una planta de tratamiento de gases y aguas ácidas, de manera
de reducir la contaminación ambiental. Las etapas que componen el proceso son: a)
Endulzar la corriente de gases ácidos a través de una columna de absorción y luego
recuperar la MDEA en una columna desorbedora (área 100), b) Endulzar el agua ácida a
través de dos columnas stripping, una para separar el ácido sulfhídrico y otra para separar el
amoniaco y además tener un estanque acumulador como respaldo por caso de falla en este
área (área 200), c) Transformar el ácido sulfhídrico proveniente del área 100 y 200 en
azufre líquido (área 300), d) Implementar una planta de respaldo al área 100 (área 400) de
manera de tratar el gas ácido proveniente de MDEA en caso de falla y convertirlo en
sulfhidrato de sodio.
Existe también un proceso de recuperación de energía de las corrientes de salida del
reactor térmico (área 300) a partir de la generación de vapores de alta y también la
generación de vapor de baja en el equipo integrado de condensación y separación del área
300 de manera de realizar una integración de calor en la planta.
B. Descripción del Proyecto
1. Cliente: Industrias.
2. Nombre de la Planta: Planta de tratamientos de gases y aguas ácidas.
3. Ubicación de la Planta y su entorno: La planta será ubicada en “Cuatro Esquinas”,
camino a Lenga, Comuna Hualpén, zona con precipitaciones que alcanzan los 1110 mm
anuales. Las máximas y mínimas en verano son en promedio de unos 28°C y 10°C,
respectivamente, mientras las de invierno son de aproximadamente 14°C y 5°C. El
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viento alcanza una velocidad media anual estimada en 21 km/h con un origen
predominante sureste en las épocas de primavera- verano.
4. Sistema de Unidades: El sistema de unidades adoptado será el sistema métrico, con la
excepción de diámetros de cañerías y boquillas, que usarán el sistema inglés.
5. Contaminación atmosférica
Este punto se realiza con el objetivo de la selección del revestimiento material y
protecciones
a) Humedades extremas: 70 – 80 %
b) Tormentas de arena: 0% de probabilidad.
c) Vapores de cobre que ataquen (amonio, sulfuros, etc.): Si (sulfuro de hidrógeno)
d) Exposición a polvos corrosivos o conductivos (óxidos de fierro, nitratos de amonio
o fosfatos, etc) : No
e) Exposición a agentes corrosivos (ácidos sulfúrico, nítrico, etc.):No
C. Códigos y estándares aplicados
El diseño y la construcción de los distintos equipos se harán de acuerdo a la última
edición de códigos y regulaciones existentes, de manera que en la siguiente tabla se
especifican para los equipos de proceso.
Tabla 1.1.1. Códigos y estándares aplicados en el diseño de la planta.Nacional Estado, Local o Extranjero
Recipientes a Presión ASME VIII
Calderas ASME I
Edificios ANSI
Estructural AISC
Eléctrica NEC, NEMA, IEE, API RP500
Sanitaria EPA
Advertencia de Aviones FAA
Seguridad OSHA, NFPA
Válvulas de descarga API RP 500
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Contaminación de Aguas EPA
Contaminación del Aire EPA
Ruido OSHA
Protección contra fuego UL, NFPA
Instalación de cañerías ANSI/ASME
Concreto ACI
Caminos AI, AASHO
Materiales ASTM, ASME
Equipos mecánicos NEMA, API
Soldaduras ASME IX
Intercambiadores de Calor TEMA, ASME, API
Estanques, almacenamiento API
Encendido de calentadores API
II. Economía
En este libro no se incluirán evaluaciones económicas, dado que su análisis
corresponde al próximo curso.
III. Utilidades
A. Vapor
Se genera el 100% del vapor que se consume en la planta. La cantidad de vapor que
sobre se comercializará.
Las condiciones de presión y temperatura para los tipos de vapores se presentan a
continuación:
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Presión (kg/cm2) Temperatura (ºC)Servicio Normal Max Min Diseño Normal Max Min Diseño
Alta Presión 42,5 44 41 47,2 380 390 370 410Media Presión 10,6 11 10 12,3 220 240 200 260Baja Presión 3,4 3,6 3,2 5,3 SAT. 240 SAT. 260
Tabla 1.1.2. Presión y temperaturas de tipos de vapores.
B. Condensado
1. El condensado será recuperado.
2. El condensado del sistema de vapor será descargado a 3,5 kg/cm2.
C. Agua
El agua que necesitará la planta se comprará desmineralizada, y se le hará un
tratamiento de desaireado para su utilización en la generación de vapor. Según el servicio,
el agua se debe regresar a la fuente de origen a una temperatura que no cause daño al
entorno, esta es aproximadamente 49ºC.
D. Aire
Se utilizará como suministro para instrumentos tales como válvulas de control.
D. Gas inerte
No existe sistema de suministro de gas inerte.
E. Combustible
Se utilizará gas natural para alimentar el horno.
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1.2. Bases de diseño del proceso específico.
1.2.1. Bases de diseño Área 100: Planta de tratamiento gases ácidos (MDEA)
Los gases ácidos provenientes de las distintas plantas dentro de una refinería
contienen altas concentraciones de ácido sulfhídrico y de hidrocarburos, por lo que deben
ser tratadas antes de ser enviadas al ambiente, con el fin cumplir con los estándares
ambientales impuestos por las autoridades.
El área 100 se implementa con dos columnas para satisfacer con estos estándares
ambientales. Primero se utiliza una columna absorbedora (E-101) donde se separa el ácido
sulfhídrico de los gases mediante MDEA, obteniéndose como producto una corriente de gas
dulce que contiene hidrocarburos y una baja concentración de H2S, alrededor de 50 ppm.
En la segunda columna (E-102) se separa el ácido sulfhídrico de la MDEA, ésta se regenera
para ser utilizada nuevamente en la columna absorbedora, el H2S obtenido como producto
en esta última columna se envía a la unidad Claus para convertirlo a azufre líquido.
Además, esta área contiene tres recipientes separadores, uno de ellos es un
separador con demister ubicado antes de la columna absorbedora, los otros dos son
separadores bifásicos, uno que separa hidrocarburos y el otro separa agua de H2S.Se tiene
además un intercambiador de calor (C-102) que calienta la corriente de MDEA rica que
sale del absorbedor, mediante integración de calor con la corriente de MDEA pobre que
sale del fondo de la columna desorbedora, para efectos de ahorros energéticos.
Para el diseño de los equipos se considera una presión de un 50 % mayor que la
presión de operación, con el fin de amortiguar ciertas variaciones durante el proceso y
evitar la detención de los equipos en momentos inadecuados. Si llega a detenerse la unidad
de MDEA, se cuenta con una unidad de respaldo que produce NaHS, las bases de diseño de
esta planta se mencionan más adelante.
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1.2.2. Bases de diseño Área 200: Planta de tratamiento de aguas ácidas
Las aguas ácidas provenientes desde las distintas plantas dentro de una refinería
contienen altas concentraciones de ácido sulfhídrico y amoniaco, por lo que deben ser
tratadas antes de ser devueltas al cauce del río, con el fin cumplir con los estándares
ambientales impuestos por las autoridades.
Para cumplir con tal requerimiento el área 200 se implementa con dos torres
stripping en las cuales ocurre la separación del ácido sulfhídrico y amoniaco, obteniéndose
finalmente un agua con concentraciones cercanas a los 10 ppm de H2S y 10 ppm de NH3
(agua dulce). En la primera torre stripping (E-201) ocurre la separación de H2S el que es
enviado a la Planta Claus (Área 300) para la producción de azufre. En la segunda torre
stripping (E-202) se separa el NH3, el que posteriormente se vende en forma acuosa.
La planta se implementa también con un estanque estabilizador de flujo donde se
reciben las aguas ácidas provenientes desde distintas plantas, que también cumple la
función de estanque de respaldo en caso de fallas en la planta, y un estanque separador
trifásico, donde se separan los hidrocarburos que la corriente trae consigo. Estos estanques
se ubican antes de las torres stripping.
Con el fin de aprovechar la alta temperatura de la corriente de fondo de la torre
stripping E-201, se realizan una integración energética entra ésta y la corriente de
alimentación a la misma torre, lo cual contribuye a una mejor separación del ácido
sulfhídrico.
Para el diseño de los equipos se considera una presión 50 % mayor que la de
operación y un flujo de aguas ácidas a tratar 35% mayor. Esto último con el fin de que en el
caso de que la planta falle (sea detenida), tiempo durante el cual las aguas serán
almacenadas en el estanque de respaldo, y posteriormente sea puesta en marcha, la planta
sea capaz de tratar el flujo de aguas que llegan y las que se encuentra almacenadas.
Pudiendo vaciarse el estanque de respaldo en aproximadamente 5 días.
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1.2.3. Bases de diseño Área 300: Planta de azufre (Claus)
Esta área es concebida para la transformación de ácido sulfhídrico proveniente de
las áreas 100 y 200, en azufre líquido. Para este objetivo se utilizan 3 reactores con un
relleno catalítico de Alúmina con el fin de obtener una conversión de aproximadamente un
99 %. Por otra parte, debido a la necesidad de eliminar el amoníaco del gas proveniente de
la planta de aguas y producir dióxido de azufre, es necesario diseñar un reactor térmico con
una cámara de combustión y otra donde ocurra la formación de aproximadamente el 60 %
del azufre producido. Debido a que los gases de salida del reactor térmico poseen una alta
temperatura, se utilizan para realizar una integración de calor a través de una caldera de
vapor de alta, de tal forma de suministrarlo a la red de alta de la planta.
Debido a la necesidad de optimizar el espacio, instrumentación, líneas y cantidad de
equipos, entre otros, se realiza una integración de equipos de condensación y separación de
azufre. Además este equipo es utilizado como un generador de vapor de baja, lográndose
así una integración energética. Los vapores producidos son suministrados a la red de baja o
alguna otra área si fuese necesario.
Los vapores provenientes de la red de alta son utilizados para precalentar las
corrientes de gas ácido de ingresan a los reactores catalíticos, con el objetivo de controlar la
conversión en los reactores y disminuir el tamaño de estos. Para la generación de vapor,
tanto de alta como de baja, se utiliza agua tratada mediante procesos de clarificación,
filtración, desmineralización y desaireación de tal forma de evitar corrosión en las calderas
y en el resto de los equipos.
Para el diseño de los equipos se considera una presión de diseño un 50 % mayor que
la de operación y un flujo de gas ácido un 35 % mayor. Por el hecho de que los gases son
alimentados a presiones cercanas a la atmosférica, se hace necesario diseñar todos los
equipos con una baja caída de presión de tal forma de minimizar las pérdidas de carga, y así
evitar el uso de compresores, lo cual encarece el proyecto.
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1.2.4. Bases de diseño Área 400: Planta NaHS
Esta unidad funciona como respaldo al área 100, trata el gas acido proveniente de
las otras plantas de la refinería con el fin de disminuir los niveles de concentración del H2S
antes de ser enviados al ambiente, produciendo NaHS como producto comercial.
Esta área consiste en un reactor de lecho empacado con anillos rasching (D-401), en
el cual se produce NaHS mediante la reacción de H2S y una solución de NaOH al 32%. Se
cuenta además, con dos estanques de almacenamiento, uno para el NaOH que se requiere
para llevar a cabo la reacción, y el otro para almacenamiento de NaHS producido, del que
una parte de devuelve al reactor con el fin de mantener mojado el relleno, y otra parte se
obtiene como producto final de esta unidad.
Para efectos de diseño se considera una presión del 50 % mayor a la presión de
operación, y se sobredimensionó la altura del reactor en un 20 %.
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1.2.1. Definición de la alimentación y productos (cantidad y calidad).
1.2.1.1. Alimentación a Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
El proceso de tratamiento de agua y gases ácidos recibe distintas corrientes de
alimentación provenientes de distintas plantas dentro del complejo. El objetivo de esta
unidad de tratamiento es otorgarle una buena calidad a los gases y líquidos residuales. A
continuación se detallan las principales corrientes de alimentación, sus propiedades y
composición.
Alimentación de gas ácido a la planta de tratamiento de gases ácidos.
La planta de tratamiento de gases ácidos (MDEA), recibe alimentaciones de tres
plantas distintas dentro del complejo, a continuación se detalla la corriente resultante del
mezclado de éstas tres, para su posterior ingreso a la planta.
Tabla 1.2.1. Corriente de alimentación a la planta MDEA.
Flujo (ton/d) H2S 35,85H2 4,35C1 56,45C2- 4,50C2 55,95C3- 3,10C3 52,85i-C4 19,90n-C4 34,75C5 6,85
H2O 1,15Total (ton/d) 275,70
Temperatura (ºC) 41,62Presión (kg/cm2) 8,80
Flujo volumétrico a condiciones de operación (m3/d) 32591,02Fracción vapor 1,00
Gravedad específica 0,008
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Esta corriente se caracteriza por su alto contenido en hidrocarburos y ácido
sulfhídrico (85 y 13 % respectivamente), por lo cual la planta MDEA debe eliminar el ácido
para la posterior incineración de los gases.
Alimentación de MDEA pobre a la planta de MDEA
La planta de tratamiento de gases ácidos posee, además, una alimentación de
MDEA pobre, la cual debe ser tratada de tal forma de poder enviarla nuevamente a otras
unidades del proceso que así la requieran.
Tabla 1.2.2. Corriente de alimentación de MDEA pobre.
Esta corriente se compone de un 5 % de ácido sulfhídrico, el cual debe ser retirado
de esta corriente y enviado a la planta de azufre para su transformación. El objetivo de
alimentar esta corriente a la planta de MDEA es la necesidad de otorgar seguridad a la
planta, ya que el ácido sulfhídrico es altamente tóxico, por lo cual es necesario trasladarlo
disuelto en MDEA para la eventualidad de una posible fuga del material al ambiente.
Flujo (ton/d) H2S 42,34H2 0,00C1 0,02C2- 0,01C2 0,51C3- 0,01C3 0,02i-C4 0,00n-C4 0,00C5 0,00
H2O 443,52MDEA 362,88
Total (ton/d) 849,30Temperatura (ºC) 47,00Presión (kg/cm2) 6,00
Flujo volumétrico a condiciones de operación (m3/d) 870,87Fracción vapor 0,006
Gravedad específica 0,975
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Alimentación a la planta de tratamiento de aguas ácidas.
La planta de tratamiento de aguas ácidas recibe una alimentación, al igual que
MDEA, de tres plantas de proceso y de la antorcha de seguridad. A continuación se detalla
la corriente resultante de la mezcla de todas esas corrientes.
Tabla 1.2.3. Corriente de alimentación a la planta de aguas ácidas.
1.2.1.2. Productos de Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
La planta de tratamiento de aguas y gases ácidos, posee una serie de productos
obtenidos en base a la política de otorgarle un valor agregado al material que se esta
removiendo. A continuación se detallan los principales productos obtenidos, los cuales
provienen de la planta NaHS (en el caso que entre en servicio) y de la planta de azufre
(Claus).
Producto de la planta NaHS.
Tabla 1.2.4. Corriente de producto de la planta NaHS.
Flujo (ton/d) NH3 1,58H2O 256,90H2S 2,98
Total (ton/d) 261,46Temperatura (ºC) 42,69Presión (kg/cm2) 3,00
Flujo volumétrico a condiciones de operación (m3/d) 264,41Fracción vapor 0,00
Gravedad específica 0.988
Flujo (ton/d) NaHS 58,91H20 97,18
Total (ton/d) 156,10Temperatura (ºC) 50,00Presión (kg/cm2) 8,80
Flujo volumétrico a condiciones de operación (m3/d) 143,21Fracción vapor 0,00
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Esta planta se caracteriza por la obtención de NaHS, en base a la reacción de ácido
sulfhídrico con soda cáustica en una columna de relleno y se utiliza como respaldo a las
plantas de MDEA y Claus. En el caso de que esta planta sea utilizada, ésta es capaz de
producir una corriente con un 38 % de NaHS en solución acuosa, el cual es vendido a la
industria minera para optimizar los procesos de flotación.
Producto de la planta Claus.
Tabla 1.2.5. Corriente de producto de la planta Claus.
La planta Claus es capaz de transformar un 98,7 % del ácido sulfhídrico,
proveniente de las planta de MDEA y Aguas, en azufre líquido, con lo cual es posible
ajustar las emanaciones de este gas a la norma ambiental y además producir un producto de
valor agregado como es el caso del azufre. Esta corriente se caracteriza por un contenido de
azufre de un 98 %, siendo el resto mayoritariamente agua.
Flujo (ton/d) H2O 0,82SO2 0,01H2 0,00O2 0,00
H2S 0,01C1 0,00C2 0,00C3 0,00i-C4 0,00n-C4 0,00n-C5 0,00N2 0,00C2- 0,00C3- 0,00i-C5 0,00NH3 0,00S2 73,40
Total (ton/d) 74,24Temperatura (ºC) 194,24Presión (kg/cm2) 0,71
Flujo volumétrico a condiciones de operación (m3/d) 184,94Fracción vapor 0,00
Gravedad específica 0,40
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1.2.2. Condiciones de límite de batería.
En la figura siguiente se presenta un esquema global de la planta donde se identifican los
límites de batería de las distintas áreas:
Figura 1.2.1. Esquema global de la planta.
A continuación se presentas las condiciones de límite de batería para cada área específica:
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H2S
H2S
Gas dulce
Corriente amina rica en H2S
Azufre (S2)
Gas de cola
ÁREA 200
ÁREA 300
ÁREA 400
ÁREA 100Gases ácidos
Gas dulce
NaHS
Aguas ácidas NH3
Agua dulce
Corriente amina pobre en H2S
1.2.2.1. Límite de batería Área 100
Figura 1.2.2. Límite de batería Área 100.
Tabla 1.2.5. Condiciones de límite de batería del Área 100.
Componente/Corriente Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Entrada 4 Salida 1 Salida 2 Salida 3H2S 18.75 13.60 3.50 42.00 0.10 77.90 ---NH3 0.00 0.00 0.00 --- --- --- ---H2 2.55 1.00 0.80 1.70E-03 4.00 --- ---C1 17.85 35.10 3.50 2.40E-02 56.00 --- ---C2
- 0.00 4.50 0.00 6.40E-03 5.00 --- ---C2 22.65 28.50 4.80 5.10E-01 56.00 --- ---C3
- 0.00 3.10 0.00 6.70E-03 3.00 --- ---C3 43.65 5.10 4.10 1.70E-02 53.00 --- ---
i-C4 18.30 0.00 1.60 3.40E-04 20.00 --- ---N-C4 32.55 0.00 2.20 6.70E-04 35.00 --- ---C5
+ 5.85 0.10 0.90 3.40E-04 7.00 --- ---H2O 0.45 0.60 0.10 444.00 1.00 --- 444.00
MDEA 0.00 0.00 0.00 363.00 --- --- 363.00Total (ton/d) 162.60 91.60 21.50 849.00 240.10 77.90 806.00
Temperatura (ºC) 40.0 44.0 43.0 47.0 47.0 49.0 55.0Presión (kg/cm2) 8.8 8.8 11.7 6.0 8.5 1.6 10.0Fracción vapor 1.0 1.0 1.0 0.0 1.0 1.0 0.0
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ÁREA 100
Entrada 1
Gases ácidos desde Planta 1
Entrada 3
Gases ácidos desde Planta 3
Entrada 4
Corriente de MDEA rica en H2S
Entrada 2
Gases ácidos desde Planta 2
Salida 3
Corriente de MDEA pobre en H2S
Salida 2
Corriente de H2S hacia Área 300
Salida 1
Corriente de gas dulce
1.2.2.2. Límite de batería Área 200
Figura 1.2.3. Límite de batería Área 200.
Tabla 1.2.6. Condiciones de límite de batería del Área 200.Componente/Corriente Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Entrada 4 Salida 1 Salida 2 Salida 3
H2S 2.00 0.66 0.22 0.10 2.98 0.00 0.002NH3 1.00 0.42 0.11 0.05 0.00 10.06 0.02HC 0.00 0.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00H2O 78.00 124.80 30.10 24.00 0.21 44.73 256.49
Total (ton/d) 81.00 125.97 30.43 24.15 3.19 54.78 256.52Temperatura (°C) 45.0 45.0 45.0 20.0 90.0 60.0 110.8Presión (kg/cm2) 3.2 3.2 3.2 3.0 6.0 1.2 1.5Fracción vapor 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0
17
ÁREA 200
Entrada 1
Aguas ácidas desde Planta 1
Entrada 2
Aguas ácidas desde Planta 2
Entrada 3
Aguas ácidas desde Planta 3
Entrada 4
Aguas ácidas desde Antorcha
Salida 3
Corriente de Agua dulce
Salida 2
Corriente de NH3
Salida 1
Corriente de H2S hacia Área 300
1.2.2.3. Límite de batería Área 300
Figura 1.2.4. Límite de batería Área 300.
Tabla 1.2.7. Condiciones de límite de batería del Área 300.Componente/Corriente Salida 1 Salida 2
H2O 43,52 0,82SO2 0,00 0,01H2 0,28 0,00O2 0,00 0,00
H2S 0,11 0,01C1 0,01 0,00C2 0,07 0,00C3 0,01 0,00
i-C4 0,00 0,00n-C4 0,00 0,00n-C5 0,00 0,00N2 113,81 0,00C2- 0,00 0,00C3- 0,01 0,00i-C5 0,00 0,00NH3 0,00 0,00S2 0,27 73,40
Total (ton/d) 158,08 74,24Temperatura (ºC) 169,9 194,2Presión (kg/cm2) 0,7 0,7Fracción vapor 1,0 0,0
18
ÁREA 300
Entrada 1
Corriente de H2S desde el área 100
Salida 2
Corriente de S2
Entrada 2
Corriente de H2S desde el Área 200
Salida 1
Corriente de gas de cola
1.2.2.4. Límite de batería Área 400
Figura 1.2.5. Límite de batería Área 400.
Tabla 1.2.8. Condiciones de límite de batería del Área 400.Componente/Corriente Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Entrada 4 Salida 1 Salida 2
H2S 18.75 13.60 3.50 --- 1.20 ---NH3 0.00 0.00 0.00 --- --- ---H2 2.55 1.00 0.80 --- 4.35 ---C1 17.85 35.10 3.50 --- 56.45 ---C2
- 0.00 4.50 0.00 --- 4.50 ---
C2 22.65 28.50 4.80 --- 55.95 ---
C3- 0.00 3.10 0.00 --- 3.10 ---
C3 43.65 5.10 4.10 --- 52.85 ---
i-C4 18.30 0.00 1.60 --- 19.90 ---
N-C4 32.55 0.00 2.20 --- 34.75 ---
C5+ 5.85 0.10 0.90 --- 6.85 ---
H2O 0.45 0.60 0.10 --- 1.15 97.20
NaOH --- --- --- 36,82 --- ---
NaHS --- --- --- 78,25 --- 58.90Total (ton/d) 162.60 91.60 21.50 115,07 241.05 156.10
Temperatura (ºC) 40.0 44.0 43.0 44 44.0 50.0Presión (kg/cm2) 8.8 8.8 11.7 8,8 8.8 8.8Fracción vapor 1.0 1.0 1.0 0 1.0 0.0
19
ÁREA 400
Entrada 1
Gases ácidos desde Planta 1
Entrada 3
Gases ácidos desde Planta 3
Entrada 4
Corriente de NaOH
Entrada 2
Gases ácidos desde Planta 2
Salida 2
Corriente de NaHS
Salida 1
Corriente de gas dulce
1.3 Descripción del proceso
El objetivo de este proceso es realizarle un tratamiento de extracción de ácido
sulfhídrico a las corrientes de gases y aguas ácidas que entran a la planta. Para cumplir con
esta Área la planta se divide en 4 áreas, las cuales se presentan a continuación:
Endulzamiento de la corriente de gases ácidos, área 100 (planta MDEA).
Endulzamiento de la corriente de aguas ácidas, área 200 (planta de
tratamiento de agua).
Transformación de ácido sulfhídrico en azufre liquido, área 300 (planta
Claus).
Tratamiento de los gases ácidos como respaldo para el área 100, área 400
(planta NaHS).
Para entender de mejor manera este proyecto, se procede a realizar una explicación
detallada de cada área por separado.
1.3.1. Descripción Área 100: Planta de tratamiento de gases ácidos (MDEA)
De las plantas 1, 2 y 3 proviene una corriente de gas ácido que ingresa a un
separador de gotas. Este acumulador contiene un demister que retiene los hidrocarburos
pesados junto con las trazas de agua que trae la alimentación. Este líquido sale por el fondo
y se va al sistema de flare. Por el tope sale el gas ácido que ingresa en la parte inferior del
absorbedor y entra en contacto con la solución líquida de MDEA. A medida que el gas
asciende por la columna retiene de manera selectiva el H2S, obteniendo por el tope un gas
dulce prácticamente libre de H2S. Este gas puede ser utilizado como combustible en hornos
y en otras unidades de la refinería.
La caída de presión en la torre de absorción se explica por las pérdidas de carga que
ocurren en los platos al interior de la columna, y el aumento de temperatura es producto de
la reacción de absorción del H2S con MDEA.
20
La solución de MDEA rica que sale por el fondo del absorbedor, se junta con una
corriente de MDEA que proviene de la planta HDT. Dado que la regeneración de la
solución de MDEA es favorecida a menores presiones y mayores temperaturas, se coloca
una válvula de nivelación en la línea de flujo.
Luego, la corriente pasa a un separador flash, donde producto de la disminución de
presión, se separan los vapores de hidrocarburos livianos pasando por el demister del
separador de gotas y luego son enviados al flare. Este acumulador posee en su interior un
baffle vertical que separa por diferencia de densidades y tiempo de residencia los
hidrocarburos más pesados y que se mantienen líquidos, que luego son enviados al sistema
slop de la refinería.
La MDEA rica va desde el acumulador hacia el tope del regenerador, pasando
primero por los tubos del intercambiador de calor donde se precalienta desde 46 °C a 100
°C. Luego, desciende hacia el fondo de éste desprendiendo los gases ácidos atrapados en el
absorbedor por efecto del aumento de temperatura y la bajada de presión en el regenerador.
Al llegar al fondo pasa a calentarse en el rehervidor, el que usa vapor de baja como medio
calefactor. El vapor ocupado es enviado como condensado al acumulador recuperador de
condensados de las plantas de tratamiento.
La MDEA se calienta en el rehervidor C-103 con el vapor y se produce la liberación
del H2S atrapado en la corriente. La MDEA rebalsa por el baffle interior del rehervidor,
acumulándose en la segunda cámara, desde donde es extraída como MDEA pobre a una
temperatura de 168 °C. Luego, se enfría hasta 70 °C al intercambiar calor con la corriente
rica de MDEA y hasta 47 ºC al pasar por el intercambiador C-101. Una parte de esta
MDEA es devuelto a la planta HDT y la otra se recircula al absorbedor.
El H2S que se libera en el C-103 entra por el fondo del regenerador y asciende por
éste burbujeando en las bandejas hasta salir por el tope y dirigirse al condensador de tope
C-104. Los gases y vapores que salen del C-104 se dirigen a un acumulador de reflujo
21
donde los vapores condensados son impulsados por bombas y retornados al regenerador
como reflujo de tope. El acumulador contiene un baffle vertical que permite separar los
posibles hidrocarburos arrastrados en el proceso, los que son enviados a través de una
bomba al sistema de slop de la refinería. Por el tope del acumulador salen los gases ácidos
ricos en H2S y son enviados a la unidad recuperadora de azufre.
22
1.3.2. Descripción Área 200: Planta de Tratamiento de Aguas Acidas
Las aguas ácidas provenientes desde las Plantas 1, 2, 3 y antorcha, compuestas de
H2S, NH3, H2O e hidrocarburos, son enviadas al estanque de respaldo T-201 que actúa
como estanque estabilizador, cumpliendo la función de amortiguar los cambios de caudal y
composición, y además facilitar la remoción de posibles sólidos arrastrados. En condiciones
normales este estanque opera a 10% de su nivel máximo y permite, en el caso de posibles
fallas en la planta, almacenar las aguas ácidas durante 36 horas.
Desde el estanque de respaldo las aguas ácidas son enviadas hacia el estanque
separador de fases, donde se separan los hidrocarburos líquidos y vapores de hidrocarburos.
Los hidrocarburos líquidos son enviados a un acumulador de hidrocarburos para su
posterior utilización y los vapores son enviados a la antorcha.
Del estanque separador de fases, el agua ácida es bombeada hacia el tope de la torre
stripping E-201 (stripping ácido), siendo previamente calentada hasta aproximadamente 90
ºC por intercambio de calor con la corriente de fondo de la misma torre, cuya temperatura
es cercana a los 156 ºC. En esta torre los vapores de agua generados en el hervidor
remueven el ácido sulfhídrico del líquido, el cual se obtiene como producto de tope y es
enviado al área 300 (Planta Claus).
Para que se separare el ácido sulfhídrico del agua y amoniaco, el pH en la torre debe
estar bajo 5, ya que sobre 5 el sulfuro se encuentra en la forma de iones (HS- o S-2). La
presión de operación de la torre stripping E-201 es de 6 kg/cm2.
El producto de fondo de la torre stripping E-201, que contiene H2O, NH3 y un poco
de H2S, luego de pasar por el intercambiador de calor llega a la torre stripping E-202 que
opera a 1.5 kg/cm2. En esta torre el amoniaco es removido por los vapores generados en el
hervidor y se obtiene como producto de tope. Este producto pasa por un condensador donde
el agua condensa para luego ser separada del amoniaco y devuelta a la torre. Para que la
23
separación del amoniaco sea eficiente, la torre requiere operar a un pH sobre 10, ya que a
menores valores el amoniaco se encuentra en la forma de ión amonio (NH4+) y no puede ser
separado. Para tal efecto la torre cuenta con una alimentación de hidróxido de sodio
(NaOH). El producto de fondo conocido como agua dulce, que es agua con trazas de
amoniaco y ácido, es enviado a los desaladores.
24
1.3.3. Descripción Área 300: Planta de Azufre
Los gases ácidos provenientes de MDEA y de la planta de aguas que vienen a 55ºC,
1.4 kg/cm2 y 90ºC y 6 kg/cm2 respectivamente pasan por dos separadores verticales, en
donde se separan posibles fracciones de líquido, para posteriormente un 34 % del flujo de
MDEA y todo el flujo de la planta de aguas de gas ácido entran a la primera cámara del
reactor térmico, donde se produce la reacción de combustión entre el H2S y el oxígeno y la
transformación del amoniaco a N2 (acá se le adiciona gas metano al horno para generar una
buena llama para la combustión),para posteriormente todo este flujo junto con el 66%
restante de MDEA entrar a la segunda cámara del reactor, en donde ocurre la reacción del
H2S con el SO2 para convertir el 60 % aproximadamente del H2S en azufre molecular.
Debido a las reacciones producidas en el horno la corriente de salida del horno se encuentra
a 1355ºC, 1.013 kg/cm2.
A continuación esta corriente de gas caliente se le extrae su energía en una caldera de
vapor, de manera de generar vapor de alta y bajar la temperatura a 340ºC, 0.99 kg/cm2, para
luego entrar al equipo integrado de condensación-separación en dónde el azufre gaseoso
junto con otros condensables (como el H2O) son condensados y separados para ser llevados
a un estanque de almacenamiento de azufre que se encuentra a 120ºC.
Por otra parte los gases no condensables en la primera etapa de condensación-
separación que se encuentran a 200ºC, 0.95 kg/cm2 son precalentados con vapor de alta a
241ºC, 0.93 kg/cm2 para ser llevados al primer reactor catalítico (alúmina) en donde ocurre
la reacción de H2S con SO2 de manera de transformar el H2S remanente en azufre, que salen
a una temperatura de 326ºC, 0.91 kg/cm2 para luego ser llevados nuevamente al equipo de
condensación-separación, este procedimiento se repite 2 veces más, de manera de las
condiciones de salida de los gases del reactor 2 son de 252ºC, 0.83 kg/cm2, las del reactor
tres son 233ºC, 0.75 kg/cm2, y finalmente los gases H2S que no pudieron ser transformados
en los reactores son eliminados en la etapa de separación del equipo integrado, de la forma
de gas de cola a una condición de 170ºC, 0.71 kg/cm2, con una composición másica de 713
ppm, que posteriormente son incinerados y lanzados a la atmósfera.
25
1.3.4. Descripción Área 400. Planta de sulfhidrato de sodio (NaHS)
La planta de sulfhidrato de sodio cumple la función de respaldar la planta de
tratamiento de gases ácidos en que por algún motivo es necesario detener el funcionamiento
de esta. Esta planta tiene un reactor que está diseñado para tratar hasta 35000m3/día de fuel
gas ácido que contenga hasta un 13% en masa de H2S hasta un valor de 50 ppm en la
corriente de gas dulce. Este gas ácido reacciona con soda caústica (NaOH), la cúal es
impulsada desde estanques acumuladores.
La reacción química del proceso utiliza solución de soda al 32% (en peso) y ácido
sulfhídrico, para formar sulfhidrato de sodio. En el proceso tiene lugar las siguientes
reacciones:
Combinando las 2 reacciones:
El reactor es un lecho empacado con anillos rasching de 1 pulgada que opera a 9
kg/cm2 y a 42°C.
Además al reactor ingresa una línea fresca NaHS proveniente del estanque
acumulador de sulfhidrato de sodio, la cual es una solución tampón para mantener el pH
entre 10 – 11 en el reactor.
26
1.4. Balances de materia y energía
En esta sección sólo se tabulará la información referente al balance global de materia
y energía, para una información más especificas de las corrientes recurrir al anexo del
Balance de Materia y Energía.
1.4.1. Balances de materia y energía Área 100
El área 100 recibe gases ácidos provenientes desde la Planta 1, Planta 2, Planta 3 (L-
101) y además recibe MDEA rica en H2S (L-105). Las corrientes de salida de esta área son:
corriente de gas dulce desde el tope del absorvedor E-101 (L-123) y del tope del separador
F-102 (L-107), corriente de ácido sulfhídrico como producto de tope la torre desorvedora
E-102 (L-112) y la corriente de MDEA pobre hacia otras plantas (L-121).
En la figura siguiente se muestra el área 100 como una caja negra y en la tabla 1.4.1. se
presentan los balances de materia y energía de esta área.
Figura 1.4.1. Límite de batería Área 100.
27
ÁREA 100L-101
L-105L-121
L-112
L-123
L-107
Tabla 1.4.1. Balance de materia y energía global Área 100.Componente/Corriente L-101 L-105 L-107 L-112 L-121 L-123
H2S 35,85 42.00 0,05 77.90 --- 0.10
NH3 --- --- --- --- --- ---
H2 4,35 1.70E-03 0 --- --- 4.00
C1 56,45 2.40E-02 0,06 --- --- 56.00
C2- 4,5 6.40E-03 0,01 --- --- 5.00
C2 55,95 5.10E-01 0,48 --- --- 56.00
C3- 3,1 6.70E-03 0,01 --- --- 3.00
C3 52,85 1.70E-02 0,04 --- --- 53.00
i-C4 19,9 3.40E-04 0 --- --- 20.00
N-C4 34,75 6.70E-04 0 --- --- 35.00
C5+ 6,85 3.40E-04 0 --- --- 7.00
H2O 1,15 444.00 0,02 --- 444.00 1.00MDEA 0 363.00 0,00 --- 363.00 ---
Total (ton/d) 275,7 849.00 0,68 77.90 806.00 240.10
Temperatura (ºC) 8,8 47.0 51,38 49.0 55.0 47.0
Presión (kg/cm2) 35,85 6.0 2,50 1.6 10.0 8.5
Fracción vapor 1.0 0.0 1,00 1.0 0 1.0
28
1.4.2. Balances de materia y energía Área 200
El área 200 recibe aguas ácidas provenientes desde la Planta 1 (L-200A1), Planta 2
(L-200A2), Planta 3 (L-200A3) y antorcha (L-200A4). Las corrientes de salida de esta
áreas son: corriente de hidrocarburos desde el separador trifásico (L-202), corriente de
ácido sulfhídrico como producto de tope la torre stripping E-201 (L-206), corriente de
amoniaco como producto de tope de la torre stripping E-202 (L-211) y agua dulce como
producto de fondo de la torre E-202 (L-214).
En la figura siguiente se muestra el área 200 como una caja negra y en la tabla 1.4.2.
se presentan los balances de materia y energía de esta área.
Figura 1.4.2. Límite de batería Área 200.
Tabla 1.4.2. Condiciones de límite de batería del Área 200.Componente/Corriente L-200A1 L-200A2 L-200A3 L-200A4 L-202 L-206 L-211 L-214
H2S 2.00 0.66 0.22 0.10 0.00 2.98 0.00 0.002NH3 1.00 0.42 0.11 0.05 0.00 0.00 1.55 0.023
HC 0.00 0.09 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 0.00H2O 78.00 124.80 30.10 24.00 0.00 0.21 0.20 256.49
Total (ton/día) 81.00 125.97 30.43 24.15 0.09 3.19 1.75 256.52
Temperatura (°C) 45.0 45.0 45.0 20.0 43.0 90.0 60.0 110.8
Presión (kg/cm2) 3.2 3.2 3.2 3.0 3.0 6.0 1.2 1.5
Entalpía (kcal/h) -1.23E+07 -1.96E+07 -4.73E+06 -3.80E+06 -4.39E+04 -6.72E+04 -3.95E+07
F vol. cond de op (m3/d) 82.53 127.31 30.76 23.93 0.11 494.38 1907.23 273.27
F vol. cond std (m3/d) 80.62 124.37 30.07 23.84 2347.92 2419.20 252.96
Fraccion de vapor 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0
29
ÁREA 200
L-200A1
L-200A4
L-200A2
L-200A3 L-211
L-206
L-202
L-214
1.4.3. Balances de materia y energía Área 300
Para el caso de la planta de tratamiento de azufre, ésta recibe alimentaciones
provenientes de la planta de tratamiento de aguas ácidas (L-305) y gases ácidos (L-301).
Por otra parte ésta planta es utilizada para realizar una integración de calor, por lo cual debe
recibir una cantidad importante de agua desmineralizada, tanto para la caldera de vapor de
alta, como para la caldera de baja o equipo integrado(L-335 y L-327). Por último, para
llevar a cabos las reacciones necesarias para tratar el gas ácido, es necesario suministrar una
gran cantidad de aire al reactor térmico (L-307) y, con el objetivo de controlar la
temperatura de los reactores, se necesita un suministro de vapor de alta en los
precalentadores (L-329, L-331 y L-333).
Como el objetivo de esta planta es tratar el ácido sulfhídrico y convertirlo en un
producto comercializable, se obtiene una corriente con un alto contenido de azufre líquido
como producto (L-326) y, por lo tanto, una corriente de gas de cola con un bajo contenido
de ácido (L-320). Además, como resultado de la integración de calor, se obtienen corrientes
de vapor de alta y de baja (L-336 y L-328), las cuales son suministradas a las respectivas
redes de vapor de la planta.
A continuación se presenta un esquema global de ésta área del proceso, con sus
respectivas corrientes de entrada y salida.
30
Figura 1.4.3. Diagrama global planta claus.
A continuación se presenta el detalle del balance de materia y energía global de las
corrientes presentadas en la figura anterior.
Tabla 1.4.3. Balance de materia y energía global Área 300.
Flujo (ton/d) L-305 L-301 L-320 L-326 L-335 L-336 L-329 L-331H2O 0,21 5,22 43,52 0,82 125,00 125,00 5,55 3,17SO2 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00H2 0,00 0,00 0,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00O2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
H2S 2,98 75,44 0,11 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00C1 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C2 0,00 0,07 0,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C3 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
i-C4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00n-C4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00n-C5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00N2 0,00 0,00 113,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C2- 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C3- 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00i-C5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00NH3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00S2 0,00 0,00 0,27 73,40 0,00 0,00 0,00 0,00
Total (ton/d) 3,19 80,76 158,08 74,24 125,00 125,00 5,55 3,17Temperatura (ºC) 90,00 55,00 169,91 194,24 120,00 257,05 257,05 257,05Presión (kg/cm2) 6,00 1,40 0,71 0,71 43,00 42,80 42,80 42,80
Flujo cond op(m3/d) 494,32 49443,08 349193,44 184,94 158,74 6188,40 274,76 156,94Fracción vapor 1,00 1,00 1,00 0,00 0,00 1,00 1,00 1,00
31
L-327L-335
L-326
L-320
L-301
L-305
L-307
Área 300
L-331 L-333 L-329
L-330 L-332 L-334 L-328 L-336
Tabla 1.4.4. Balance de materia y energía global Área 300.
Flujo (ton/d) L-333 L-330 L-332 L-334 L-327 L-328 L-307H2O 2,50 5,55 3,17 2,50 114,96 114,96 0,00SO2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00H2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00O2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 34,56
H2S 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
i-C4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00n-C4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00n-C5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00N2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 113,76C2- 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00C3- 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00i-C5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00NH3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00S2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Total (ton/d) 2,50 5,55 3,17 2,50 114,96 114,96 148,32Temperatura (ºC) 257,05 254,00 254,00 254,00 120,00 148,00 25,00Presión (kg/cm2) 42,80 42,80 42,80 42,80 4,00 3,87 1,03
Flujo cond op (m3/d) 123,77 8,64 4,94 3,89 146,23 57483,71 125731,68Fracción vapor 1,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 1,00
32
1.4.4. Balances de materia y energía Área 400
El área 400 recibe gases ácidos provenientes desde la Planta 1, Planta 2, Planta 3 (L-
401) y soda caústica (L-411) en el reactor catalítico D-401. Las corrientes de salida de esta
áreas son: corriente de gas dulce (L-405) y corriente de NaHS (L-410) como productos del
reactor.
En la figura siguiente se muestra el área 400 como una caja negra y en la tabla
1.4.5. se presentan los balances de materia y energía de esta área.
Figura 1.4.4. Límite de batería Área 400.
Tabla 1.4.5. Condiciones de límite de batería del Área 400.Componente/Corriente L-401 L-411 L-405 L-410
H2S 35,85 --- 0,0012 ---H2 4,35 --- 4,35 ---C1 56,45 --- 56,45 ---C2
- 4,5 --- 4,5 ---C2 55,95 --- 55,95 ---C3
- 3,1 --- 3,1 ---
C3 52,85 --- 52,85 ---
i-C4 19,9 --- 19,9 ---
N-C4 34,75 --- 34,75 ---
C5+ 6,85 --- 6,85 ---
H2O 1,15 78,25 1,15 97,18NaOH --- 36,82 --- ---NaHS --- --- --- 58,91
Total (ton/d) 275,7 115,07 239,85 156,10Temperatura (ºC) 8,8 44 44 50Presión (kg/cm2) 35,85 8,8 8.8 8.8
Fracción vapor 1 0 1 0
33
ÁREA 400L-401
L-411 L-410
L-405
1.5. Diagrama de Flujo del proceso (PFD)
El diagrama de flujo del proceso se encuentra al final del anexo.
34
1.6. Lista de equipos
Los equipos utilizados para el tratamiento de gases y aguas ácidas en las diferentes
áreas son los siguientes:
1.6.1. Listado de equipos Área 100
Tabla 1.6.1. Listado de equipos área 100ÁREA 100
TAG Nº Descripción / Función
C-101Intercambiador de calor ubicado luego del F-201. Su función es enfriar la corriente de MDEA pobre que entra a la columna E-101 utilizando agua de refrigeración.
C-102
Intercambiador de calor situado después del recipiente F-102. Su función es calentar la corriente de MDEA rica que sale de la columna E-101 mediante integración de calor con la corriente de MDEA pobre que sale de la columna E-102.
C-103Rehervidor de fondo de la columna E-102. Su función es calentar la corriente de fondo de la columna E-102 mediante vapor de baja.
C-104Intercambiador de calor del tope de la columna E-102. Su función es condensar los vapores que salen del tope de la columna E-102.
E-101Columna absorbedora. Su función es absorber H2S con una solución de MDEA diluida al 45 %.
E-102Columna regeneradora. Su función es recuperar la MDEA de la corriente rica en H2S y recircularla a la columna E-101.
F-101Separador bifásico vertical de cabezales fijos. Su función es separar las trazas de líquido del gas ácido que llega a la unidad de MDEA.
F-102Separador bifásico horizontal. Su función es separar hidrocarburos y acumular MDEA rica.
F-103Separador bifásico vertical. Su función es separar el H2S de los vapores que salen de la columna E-102.
J-101Bomba de impulsión. Su fusión es impulsar el fluido de fondo la columna E-101 hasta el plato de alimentación de la columna E-102.
J-102Bomba de impulsión. Su función es impulsar el agua condensada en el intercambiador C-104 y enviarla como reflujo a la columna C-102.
J-103Bomba de impulsión. Su fusión es impulsar el fluido de fondo la columna E-102 hasta el plato de alimentación de la columna E-101.
J-104Bomba de impulsión. Su función es impulsar el fluido a la base de la columna E-101.
35
1.6.2. Listado de equipos Área 200
Tabla 1.6.2. Listado de equipos área 200ÁREA 200
TAG Nº Descripción / Función
C-201
Intercambiador de calor ubicado luego del F-201. Su función es precalentar la corriente de aguas ácidas que ingresa a la torre stripping E-201, mediante intercambio de calor con la corriente de fondo de la misma.
C-202Rehervidor de la torre stripping E-201. Su función es generar el vapor necesario para separar el H2S del agua ácida.
C-203
Condensador de tope de la torre striping E-202. Su función es condensar el agua que sale en la corriente de vapores de tope de la torre, con el fin de reciclarla a ésta y así obtener amoniaco con menor cantidad de agua.
C-204Rehervidor de la torre stripping E-202. Su función es generar el vapor necesario para separar el NH3 del agua ácida.
E-201Torre stripping ácido. Su función es separar el H2S del agua ácida.
E-202Torre stripping básico. Su función es separar el NH3 del agua ácida.
F-201Recipiente separador trifásico. Su función es separar los hidrocarburos de la corriente de aguas ácidas.
F-202
Recipiente acumulador de tope de la torre stripping E-202. Su función es acumular el líquido que sale del condensador C-203 y separarlo de los vapores, para posteriormente recircularlo a la torre stripping E-202.
J-201Bomba impulsora del agua ácida desde el estanque de respaldo T-201 hacia el recipiente separador de trifásico F-201.
J-202Bomba impulsora del agua ácida desde el recipiente separados trifásico F-201 hacia la torre stripping E-201.
J-203Bomba impulsora del reciclo de agua desde el recipiente acumulador F-202 hacia la torre stripping E-202.
J-204Bomba impulsora del agua dulce desde el rehervidor C-204 los desaladores.
36
1.6.3. Listado de equipos Área 300
Tabla 1.6.3. Lista de equipos área 300ÁREA 300
TAG Nº Descripción / Función
B-301Horno o reactor térmico de dos cámaras, el cual cumple la función de oxidar el H2S y convertirlo a azufre, se encuentra después del separador F-306.
B-302Intercambiador de calor, del tipo tubo y carcasa, la función de este equipo es generar vapor de alta presión a partir de los gases calientes que provienen del horno, su ubicación esta antes del horno B-301.
C-301Condensador de azufre y generador de vapor de baja , del tipo tubo y carcasa, se encuentra ubicado después del horno B-301. (equipo integrado)
C-302
Intercambiador de calor, del tipo tubo y carcasa, la función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al primer paso en el reactor catalítico D-301, utilizando como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
C-303
Intercambiador de calor, del tipo tubo y carcasa, la función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al segundo paso en el reactor catalítico D-302, utilizando como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
C-304
Intercambiador de calor, del tipo tubo y carcasa, la función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al tercer paso en el reactor catalítico D-303, utilizando como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
D-301Reactor catalítico de lecho empacado, su función es la producción de azufre molecular mediante la oxidación de H2S, se encuentra ubicado antes de la caldera de alta C-301.
D-302Reactor catalítico de lecho empacado, su función es la producción de azufre molecular mediante la oxidación de H2S, se encuentra ubicado después del D-301.
D-303Reactor catalítico de lecho empacado, su función es la producción de azufre molecular mediante la oxidación de H2S, se encuentra ubicado antes del D-302.
F-301Separador bifásico vertical de cabezales fijos, su función es separar el líquido de las corrientes de gases ácidos antes de entrar a la planta Claus, esta ubicado antes del reactor térmico D-302.
37
1.6.4. Listado de equipos Área 400
Tabla 1.6.4. Listado de equipos área 400ÁREA 400
TAG Nº Descripción / Función
D-401Reactor de lecho empacado con cabezales helicoidales. Su función es producir NaHS mediante el gas ácido y soda.
J-401Bomba de impulsión. Su función es impulsar el flujo de NaOH hacia el reactor D-401.
J-402Bombas de impulsión. Su función es impulsar una parte del NaHS almacenado en el estanque T-401 hacia el reactor D-401.
J-403Bomba de impulsión. Su función es impulsar el NaHS producido en el reactor D-401 hacia el estanque de almacenamiento D-401.
J-404Bomba de impulsión. Su función es impulsar NaOH hacia el estanque de almacenamiento T-402.
J-405Bomba de impulsión. Su función es impulsar una parte del NaHS almacenado en el T-401 y sacarlo como producto de esta planta.
T-401Estanque atmosférico horizontal. Su función es almacenar NaHS producido en esta área.
T-402Estanque atmosférico horizontal. Su función es almacenar NaOH que llega a la planta.
38
1.8. Hidráulica de los circuitos de la unidad
1.8.1. Diámetros de línea Área 100
Tabla 1.8.1. Diámetro de las líneas del área 100.
Línea DiámetroPuntos de interconexión
Desde HastaP-101 7’’ GAc F-101P-102 7’’ F-101 E-101P-103 ¾’’ F-101 VC-101P-104 7’’ E-101 F-102P-105 7’’ MR F-102P-106 7’’ C-102 E-102P-107 11’’ E-102 C-104P-108 10’’ C-104 F-103P-110 2’’ F-103 J-102P-111 7’’ E-102 C-103P-112 10’’ C-103 E-102P-113 7’’ J-103 C-102P-114 7’’ C-102 J-104P-115 7’’ C-101 VC-110
1.8.2. Diámetros de línea Área 200
Tabla 1.8.2. Descripción y especificación de líneas del área 200.
Línea DiámetroPuntos de interconexión
Desde Hasta
P-201 3’’ AAc T-201P-202 3’’ T-201 J-201P-203 3’’ J-201 F-203P-204 3’’ F-203 GDP-205 3’’ F-203 HCP-206 2’’ F-203 C-201P-207 2’’ J-202 E-201P-209 2 ½’’ E-201 C-202P-210 2’’ C-202 C-201P-211 2’’ C-201 E-202P-212 7’’ E-202 C-203P-213 1 ½’’ C-203 F-202P-215 1 ½’’ F-202 J-203P-216 7’’ J-203 E-202P-217 5’’ E-202 C-204P-218 5’’ C-204 E-202P-219 5’’ C-204 J-204P-220 5’’ J-204 AD
39
1.8.3. Diámetros de línea Área 300
Tabla 1.8.3. Descripción y especificación de líneas del área 300.
Línea DiámetroPuntos de interconexión
Desde HastaP-303 6’’ F-301 B-301aP-304 6’’ F-301 B-301bP-306 6’’ F-302 B-301aP-310 15’’ B-301b B-302P-311 15’’ B-302 C-301P-312 10’’ C-301 C-302P-313 12’’ C-302 D-301P-314 15’’ D-301 C-301P-315 10’’ C-301 C-303P-316 12’’ C-303 D-302P-317 15’’ D-302 C-301P-318 10’’ C-301 C-304P-319 12’’ C-304 D-303P-320 15’’ D-303 C-301P-322 2’’ C-301 J-301
1.8.4. Diámetros de línea Área 400
Tabla 1.8.4. Descripción y especificación de líneas del área 400.
TAG DiámetroPuntos de interconexión
Desde HastaP-402 2’’ J-401 D-401P-403 2’’ VC-403 D-401P-404 3’’ D-401 J-403P-405 7’’ D-401 ANTP-406 1’’ J-403 T-401P-407 2’’ T-401 J-402P-408 2’’ T-401 J-405P-409 2’’ J-402 VC-403P-410 2’’ J-404 T-402P-411 2’’ T-402 J-401
40
2. Ingeniería Básica Mecánica
2.5. Hojas de especificación de equipos
2.5.1. Recipientes a presión
2.5.1.1. Separadores acumuladores
2.5.1.1.1. Hoja de especificación del separador F-101Fecha: 10/12/2006 Hoja nº: 1 de 1 Rev: 2Cantidad: 1Estanque nº : F-101Función: Separación de 2 fases. Separa las trazas de líquido del gas ácido que llega a la unidad de MDEATipo: Separador Bifásico vertical de cabezales fijosDiámetro(D) : 4.41 mLargo total (H) : 9.45 mVolumen: 144.34 m3
Temperatura de diseño: 100 °CTemperatura de operación: 40CPresión de diseño: 40g/cm2
Presión de operación: 8.8 kg/cm2
Tipo de cabezal: ElipsoidalEspesor cilindro: 5.6 ¨Sobreespesor corrosión: 1/8 ¨Espesor cabezal: 5.5 ¨Sobreespesor corrosión: 1/8 ¨Área total: 152.83 m2
Material cilindro: Steel SA-240, Grade 304Material cabezal: Steel SA-240, Grade 304
Obs:Temperatura ambiental, Min 0ºCTemperatura ambiental, Max 30ºC
Boquillas
Obs:Malla de acero inoxidable (demister (4)) de 100 mm de espesor y 200 kg/m3 para lograr una buena separación (99.9%).
41
2.5.1.1.2. Hoja de especificación del acumulador F-102
Proyecto: Planta de Tratamiento de Aguas y Gases Ácidos Rev: 2
Fecha: 10/12/2006 Hoja N°: 1 de 1
Dirección : camino a lenga
Localización Planta: Comuna de Hualpen
Cantidad : 1
Recipiente N° : F-102
Función : Separar hidrocarburos y acumular MDEA rica
Tipo : Separador Bifásico horizontal de cabezales fijos
Diámetro : 2.5 m
Largo Total : 7.5 m
Altura del cabezal: 1.7 m
Volumen : 36.6 m3
Temperatura de Operación : 52 ºC
Presión de operación : 2.5 kg/cm2
Temperatura de Diseño : 100 °C
Presión de Diseño : 1.5 kg/cm2
Tipo cabezal : elipsoidal
Espesor cilindro : 0.5 “
Espesor cabezal : 0.5 “
Espesor corrosión : 1/8 “
Materiales :
- Cilindro: Acero carbono SA515 grado 55
- Cabezales : Acero carbono SA515 grado 55
Temperatura Ambiental: min. –5 °C max. 35 °C
Boquillas
Item Cantidad Diámetro (in) Servicio
1 1 14 Alimentación
2 1 8 Salida vapor
3 1 12 Salida líquido
42
2.5.1.1.3. Hoja de especificación del separador F-103
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Rev : 2Fecha: 10/12/2006 Hoja nº: 1 de 1Cantidad: 1Estanque nº : F-103Función: Separar H2S y agua de la corriente gaseosa proveniente de la torre regeneradora de MDEA.Tipo: Separador Bifásico vertical de cabezales fijosDiámetro(D) : 0.81 mLargo total (H) : 2.74 mVolumen: 1.24 m3
Temperatura de diseño: 100 ºCTemperatura de operación: 55 ºCPresión de diseño: 2.5 kg/cm2
Presión de operación: 1.5 kg/cm2
Tipo de cabezal: ElipsoidalEspesor cilindro: 0.18 ¨Sobreespesor corrosión: 1/8 ¨Espesor cabezal: 0.18 ¨Sobreespesor corrosión: 1/8 ¨Área total: 1.54 m2
Material cilindro: Steel SA-240, Grade 304Material cabezal: Steel SA-240, Grade 304
Obs:
Temperatura ambiental, Min 0ºCTemperatura ambiental, Max 30ºC
Boquillas
Obs:
43
N° cantidad diámetro (in) servicio1 1 10 alimentación2 1 9 salida gases3 1 2 salida líquido
2.5.1.1.4. Hoja de especificación Acumulador F-202
Proyecto: Planta de Tratamiento de Aguas y Gases Acidos Rev: 2
Fecha: 10/12/2006 Hoja N°: 1 de 1
Dirección : camino a lenga
Localización Planta: Comuna de Hualpen
Cantidad : 1
Recipiente N° : F-202
Función: Acumular el líquido condensado en el C-205 y separarlo del vapor.
Tipo : Acumulador
Diámetro : 0.85 m (34”)
Largo Total : 2.55 m
Altura del cabezal: 0.21 m
Volumen : 1.46 m3
Temperatura de Operación : 60 ºC
Presión de operación : 1.2 kg/cm2
Temperatura de Diseño : 430 °C
Presión de Diseño : 1.8 kg/cm2
Tipo cabezal : elipsoidal
Espesor cilindro : 2/9”
Espesor cabezal : 2/9”
Materiales :
- Cilindro: Acero carbono SA515 grado 55
- Cabezales : Acero carbono SA515 grado 55
Temperatura Ambiental: min. –5 °C max. 35 °C
Peso Vacío : 512 kg Peso con agua : 1912 kg
Boquillas
Item Cantidad Diámetro (in) Servicio
1 1 2 Alimentación
2 1 2 Salida vapor
3 1 1 1/2 Salida líquido
44
2.5.1.1.5. Hoja de especificación separador F-306
Proyecto: Planta de tratamiento de gases y aguas ácidas Rev : 2Fecha: 10/12/2006 Hoja nº: 1 de 1Cantidad: 1Estanque nº: F-306 Función: Separador de líquido de las corrientes de H2S para entrar a la planta clausTipo: Separador bifásico vertical de cabezales fijos Diámetro (D): 1.5 mLargo total (H): 4.5 m.Volumen: 7.95 m3
Temperatura de diseño: 45.5 ºCTemperatura de operación: 55 ºCPresión de diseño: 1.9 kg/cm2
Presión de operación: 1.4 kg/cm2
Tipo de cabezal: ElípticoEspesor cilindro: 0.2 “Sobreespesor corrosión: 1/8 “Espesor cabezal: 0.1 “Sobreespesor corrosión: 1/8 “Material cilindro: Steel SA-240, Grade 304Material cabezal: Steel SA-240, Grade 304
Obs:
Temperatura ambiental, Min: 0 ºCTemperatura ambiental, Max: 30 ºC
Boquillas
Obs:1 (1) Boquilla de alimentación 2 (2) Boquilla de salida de vapor3 (3) Boquilla de salida líquido4 (4) demíster
45
2.5.1.2. Equipos de transferencia de masa
2.5.1.2.1. Hoja de especificación de columna E-101
46
Rev: 2
Proyecto : Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
46 m Posición :
Altura Falda : 2 m Altura Total :Tipo de Cabezal :Tº de Operación :Presión de Operación :Presión de Diseño :Espesor Corrosión :
Manto Ac. Al carbono Esp 0.70 inFalda Ac. Al carbono Esp 0.70 inCabezal Ac. Al carbono Esp 0.70 in
Item Cantidad Diam. [in]
A 1 7B 1 1,5C 1 7
D
1 3E 1 3
1.07 mTipo de fluido : Hidrocarburo
Fecha : 10/12/2006
Columna Nº : E-101Función : Eliminación de H2S mediante MDEA
Hoja Nº : 1 de 1
ServicioAlimentación Vapor
AlivioDescarga Vapor
Descarga LíquidoAlimentacion Líquido
OBSERVACIONES
47°C
12 kg/cm2
8 kg/cm2
1/8 [in]
Largo : Vertical48 m
Diametro :
Aislación :Boquillas
Material :
Elíptico
Materiales :
Viento :
Peso sin internals: 25000 kg
18in
Bandejas de platos perforadosNº platos : 70 Espaciamiento entre
platos: 24 inÁrea perforaciones: 0.058m2 Total Área perforada :
0.4m2Área Activa: 0.69 m2Nº de perforaciones = 1261
2.5.1.2.2. Hoja de especificación de la columna E-102
47
Rev: 2Rev: 2
Proyecto : Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
14.8m Posición :
Altura Falda : Altura Total :Tipo de Cabezal :Tº de Operación :Presión de Operación :Presión de Diseño :Espesor Corrosión :
Manto Ac. Al carbono Esp 0.70 inFalda Ac. Al carbono Esp 0.70 inCabezal Ac. Al carbono Esp 0.70 in
Item Cantidad Diam. [in]
1 12 1
3 1 4
1
5 1
1.9 mTipo de fluido : Hidrocarburo
Fecha : 10/12/2006
Columna Nº : E-102Función : Desorber MDEA de la corriente rica en H2S
Hoja Nº : 1 de 2
Servicio
Salida vaporesRelujo de aguaRefujo vaporesSalida líquidoAlimentación MDEA
OBSERVACIONES
110°C
3.5 kg/cm2
1.5 kg/cm2
1/8 [in]
Largo : Vertical48 m
Diametro :
Boquillas
Elíptico
Materiales :
Peso sin internals: 4 ton
18in
152171111
Torre de platos perforados
2.5.1.2.3. Hoja de especificación de la torre E-201
48
Rev: 2
Proyecto : Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
12 m Posición :
Altura Falda : 2 m Altura Total :Tipo de Cabezal :Tº de Operación :Presión de Operación :Presión de Diseño :Espesor Corrosión :
Manto Ac. Al carbono Esp 0.25 inFalda Ac. Al carbono Esp 0.70 inCabezal Ac. Al carbono Esp 0.25 in
Item Cantidad Diam. [in]
1 12 1
3 1 4
1
5 1
1 mTipo de fluido : Aguas ácidas
Fecha : 10/12/2006
Columna Nº : E-201Función : Separar el H2S de la corriente de aguas ácidas
Hoja Nº : 1 de 2
Servicio
Salida vaporesAlimentaciónReflujo vaporesSalida líquidoManhole
OBSERVACIONES
Tope: 90 °C; Fondo: 158 °C
9 kg/cm2
6 kg/cm2
1/8 [in]
Largo : Vertical 14 m
Diámetro :
Aislación :Boquillas
Material :
Elíptico
Materiales :
Viento :
Peso sin internals: 2.3 ton
18in
1 1/2262 1/224
Torre de platos perforados
2.5.1.2.4. Hoja de especificación torre E-202
Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos
1.5 kg/cm2
Item Cantidad Diam (pulg) Servicio
1 1 7 Sal. Vap.
2 1 1,5 Reflujo
3 1 7Ent. Vap. Term.
4 1 5 Sal. Liq. Fondo
5 1 5 Alimentación
6 0 ----------------- ------------------
49
Rev: 2
Proyecto :
12.62 m Posición :
Altura Falda : 2 m Altura Total :
Tipo de Cabezal :
Tº de Operación :
Presión de Operación :
Presión de Diseño :
Espesor Corrosión :
Manto Ac. Al carbono Esp 0.25 inFalda Ac. Al carbono Esp 0.70 inCabezal Ac. Al carbono Esp 0.70 in
0.87 m
Tipo de fluido : Agua ácida (NH3, H2S y H2S)
Fecha : 10/12/2006
Columna Nº : E-202
Función : Eliminación de NH3 mediante agotamiento
Hoja Nº : 1 de 2
OBSERVACIONES
119°C (tope) , 123.3 °C (fondo)
2.5 kg/cm2
1/8 [in]
Largo : Vertical
12.62 m
Diametro :
Aislación :
Boquillas
Material :
Elíptico
Materiales :
Viento :
Peso sin internals: 2095 kg
18in
Torre de platos tipo campana
Rev: 2
2.5.1.3. Platos, rellenos de columnas y elementos interiores de recipientes.
2.5.1.3.1. Hoja de especificación de platos y relleno de la torre E-102
50
2.5.2. Reactores
2.5.2.1. Hoja de especificación de los reactores de la unidad Claus
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Dieñado por: Pro-Ing / KI-EFX Referencia No. : Reactor integrado D-301, D-302, D-303Dirección : Camino a Lenga Hualpen Propuesta No.Localización de la Planta : Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Producción de azufre molecular mediante oxidación de H2S (eq.integrado)
Item No.
Tipo: Lecho empacado con cabezales helicoidales ( Hor./Vert. ) Vertical Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 2 Superficie/Carcasa :
DESEMPEÑO DE UNA
UNIDAD REACTOR 1 (PASO 1) REACTOR 2 (PASO 2) REACTOR 3 (PASO 3)
Flujo de alimentación (kg/h) 10729 9261 9035Temperatura de alimentación (K) 514.15 488.15 473.15
Temperatura de salida (K) 622.54 512.18 491.53Presión de alimentación (Pa) 91520 83670 75820
caída de presión (Pa) 2382 5596 5774masa de catalizador (kg) 1452 4614 4645
Altura de relleno de catalizador (m) (L) 0.702 2.231 2.246Altura soporte 3 mm (m) (h3) 0.15 0.15 0.15
Altura soporte 6 mm (m) (h4 + h2) 0.225 0.225 0.225Altura soporte 19 mm (m) (h1) 0.15 0.15 0.15Largo Cabezal (m) (ho = h5) 0.75 0.75 0.75
Altura Total (m) 1.98 3.51 3.52
Materiales Cilindro Steel SA - 240, grade 304 Carcasa Steel SA - 240, grade 304 Boquillas Steel SA - 240, grade 304
Boquillas Nº y función Diámetro (pulg)
1 - Alimentación 11.8 2 - Manhole 30 3 - Salida de producto 15 4 - vaciado de reactor 16
Cometarios
53
2.5.3. Intercambiadores de calor
2.5.3.1. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-101
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1Referencia No.: Intercambiador C-101Dirección : Camino a lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha :
10/12/2006Rev.
Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor (Enfriador) Item No.Tamaño : Tipo: tubo y carcasa ( Hor./Vert. ) Horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : 827.14 pie2 Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa :
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua de refrigeración MDEA pobreFlujo Fluido Total (kg/h): 108002.5 101456.8
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) 2422.4 2422.4 101456.8 101456.8Vapor (kg/h) - - - -Temperatura (°C) 15 35 71.9 47Peso Molecular Líquido 18 18 29.9 29.9Calor Específico (kJ/kg ºC) 4.178 4.178 3.64 3.64Presión entrada (kg/cm2) 1.2 8.51Caída de Presión (kg/cm2) 0 0Calor Intercambiado: 9.025e+6 [kJ/h] DTML ( corregido ): 29.9 (ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test (kg/m2) 17 17No. de pasadas por Carcasa 1 2Tolerancia a la corrosiónConexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN°deTubos: 208
Diám.Nom.: 1’’ Espesor : 0.065 ’’
Largo : 16 pie Pitch : triangular
1¼”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int:
21.25”Diám ext.: Cubierta Carcasa :
Peso/Carcasa: 5654.4 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Tubos: 770.3 (kg) Llena con agua: 6772 (kg)
55
2.5.3.2. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-102
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Sandra Hernández Referencia No. : Intercambiador integrado C-102Dirección : camino a lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad: Integración de calor entre corriente de mdea rica y mdea pobre Item No.Tipo: tubo y carcasa ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 5747 pie2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Solución mdea pobre Solución mdea ricaFlujo Fluido Total: 189.183 kg/h 192.628 kg/h
Entra Sale Entra SaleFlujo líquido (Kg/h) 189.183 189.183 192.628 192.628
Flujo vapor (Kg/h) 0 0 0 0Temperatura (°C) 168 65 46 100Densidad másica (kg/m3) 961 1005 1038 980Presión entrada kg/cm2 1.8 2.9Caída de Presión (kg/cm2) 0 0
Calor Intercambiado [kJ/h]: 3.991*107
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test 3.6 kg/cm2 6 kg/cm2
Temperatura de Diseño 200 ºC ------------No. de pasadas 1 2
N° de Tubos: 878 Diám. Nom.: 1 1/4’’ Espesor :0.25” Largo : 20 pie Pitch : triangular de 1 9/14’’Tipo Tubos : 1 ¼’’ BWG 16 Material : Acero carbono Nº boquillas: 4Diam int Carcasa: 54’’ Cubierta Carcasa : Acero al carbono Diam. Boquillas: 7,13’’ Alim. Mdea ricaPeso / Carcasa: 2220 kg 7,34’’ Salida mdea ricaPeso / Tubos: 3792kg 7,34’’ Alim. Mdea pobre
7,18’’ Salida mdea pobre
56
2.5.3.3. Hoja de especificación intercambiador de calor C-103
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Leslie Cifuentes C. Referencia No. : hervidor de fondo C-103, área 100Dirección : camino a lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor (Hervidor de fondo) Item No.Tipo: kettle (tubo y carcasa, arreglo 2-1) ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en :
Carcasas/Unidad : 1
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado Tubos
Nombre del Fluido: Mdea pobre Vapor de bajaFlujo Fluido Total: 111588,93 10311,35
Entra Sale Entra SaleGas (kg/h) 0 0 0 0
Líquido (kg/h) 11147,73 11550,70 0 0Vapor de Agua (kg/h) 0 9994,26 10311,35 0
Agua (kg/h) 100441,19 89949,30 0 10311,35No condensables (kg/h) 0 0 0 0
Temperatura (°C) 118,39 119,17 148,3 148,3Peso Molecular Vapor 27,768 29,286 18,02 18,02
Densidad másica (kg/m3) 968,00 869,4Presión entrada (kg/cm2) 1,8 1,8
VelocidadCaída de Presión (kg/cm2) 1 0.5
Resistencia de Ensuciamiento ( min.)Calor Intercambiado: 2,24 107 [kJ/h] LMTD ( corregido ): 42,50 ºC
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test (kg/cm2) 2,72 3,515Temperatura de Diseño (°C) 118,39 148,3No. de pasadas por Carcasa 1 2
Tolerancia a la corrosión 0,125 0,125Conexiones Entradade lados y Salida
velocidades IntermedioN° de Tubos: 848 Diám. Nom.: 3/16’’ Espesor : 0.25” Largo : 24 pie Pitch : triangular
Tipo Tubos : ¾” BWG 16 Material : AceroCarcasa: Diám int.: 56,1 ” Cubierta Carcasa : Acero al carbono
Peso / Carcasa: 6075,02 lbPeso / Tubos: 9560,54 lb
57
2.5.3.4. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-104
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Leslie Cifuentes C. Referencia No. : Intercambiador C-104Dirección : camino a lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad: Enfriamiento de Gas ácido Item No.Tipo: tubo y carcasa ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 813,64 pie2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua de refrigeración Solución gas ácidoFlujo Fluido Total: 85902,28 kg/h 7674,73 kg/h
Entra Sale Entra SaleFlujo líquido (Kg/h) 85902,28 85902,28 0 4308,51
Flujo vapor (Kg/h) 0 0 7674,73 3364,91Temperatura (°C) 15 45 101,49 55Densidad másica (kg/m3) 1000 990 1,07 3,72Presión entrada kg/cm2 1.033 1,5Caída de Presión (kg/cm2) 0 0
Calor Intercambiado [Btu/h]: 1,02e+7
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test 1,55 kg/cm2 2,27 kg/cm2
Temperatura de Diseño 120 ºC ------------No. De pasadas 1 2
N° de Tubos: 290 Diám. Nom.: 1’’ Espesor :0.25” Largo : 16 pie Pitch : triangular de 1¼’’Tipo Tubos : 1’’ BWG 16 Material : Acero carbono Nº boquillas: 4Diam int Carcasa: 21.25’’ Cubierta Carcasa : Acero al carbono Diam. Boquillas: 4,85’’ Alim. Agua Peso / Carcasa: 588,63 kg 4,85’’ Salida Agua Peso / Tubos: 988,64 kg 11,5’’ Alim. Gas ácido
10,4’’ Salida Gas ácido
58
16 pie21.25”
2.5.3.5. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-201
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Sebastián Soto Sommer Referencia No. Intercambiador de calor C-201
Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.
Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor (Precalentador) Item No.Tipo: tubo y carcasa, arreglo 2-1 ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa :1484,402529pie2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua acida Agua acida Flujo Fluido Total: 14529 14707
Entra Sale Entra SaleGas (Kg/h) 0 0 0 5,02Líquido (Kg/h) 14529 14529 14707 14707
Temperatura (°C) 158 112 42,7 90Peso Molecular Vapor 18,1 18,1 18,02 18,02Densidad másica (kg/m3) 917,05 969,8Presión entrada kg/cm2 6 3VelocidadCaída de Presión (kg/cm2)Resistencia de Ensuciamiento ( min.)Calor Intercambiado: 2.233E+6 [kJ/h] LMTD ( corregido ): 76.6 ºC
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test 9 kg/cm2 4,5 kPaTemperatura de Diseño 200 ºC 200 ºCNo. de pasadas por Carcasa 1 2Tolerancia a la corrosiónBoquillas Entrada B1 2 pulg. B3 2 pulg.
Salida B2 2 pulg. B4 2 pulg.
N° de Tubos: 206 Diám. Nom.: ¾’’ Espesor : 0.25”
Largo : 8 pie Pitch : triangular
Tipo Tubos : tubos de ¾”, con distribución triangular de 1” Material : Acero al carbonoCarcasa: Diám int.: 13 ¼ ” Cubierta Carcasa : Acero al carbono
Peso / Carcasa: 422 (lb)
Peso / Tubos: 398 (lb)
59
8 pies 13,25 in
B3 B1
B2B4
2.5.3.6. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-202
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Sebastián Soto S. Referencia No. : hervidor de fondo C-202, área 200Dirección : Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor (Hervidor de fondo) Item No.Tipo: kettle (tubo y carcasa, arreglo 2-1) ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie / unidad : Carcasas / unidad : 1 Superficie / carcasa : 239 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua ácida Vapor de MediaFlujo Fluido Total: 16547,8484 2118
Entra Sale Entra SaleGas (kg/h) 0 6,8 0 0Líquido (kg/h) 6,9 0,1 0 0Vapor de Agua (kg/h) 0 1996,7 2118 0Agua (kg/h) 16541 0 0 2118No condensables (kg/h) 0 10778,6 0 0
Temperatura (°C) 220 185 220 185Peso Molecular Vapor 18,02 18,02 18,02 18,02Densidad másica (kg/m3) 789,8 869,4Presión entrada (kg/cm2) 6 11.5VelocidadCaída de Presión (kg/cm2) 1 0.5Resistencia de Ensuciamiento ( min.)Calor Intercambiado: 4,431 106 [kJ/h] LMTD ( corregido ): 44,9 ºC
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test (kg/cm2) 9 167.25 kg/cm2
Temperatura de Diseño 200 ºC 220 ºCNo. de pasadas por Carcasa 1 2Tolerancia a la corrosión 0,125 0,125Conexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN° de Tubos: 821 Diám. Nom.: 3/16’’ Espesor : 0.33” Largo : 16 pie Pitch : triangular Tipo Tubos : ¾” BWG 16 Material : Acero Carcasa: Diám int.: 56,1 ” Cubierta Carcasa : Acero al carbonoPeso / Carcasa: 6107 lbPeso / Tubos: 2232 lb
60
2.5.3.7. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-203Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Hoja : 1 de 1 Rev: 2Diseñado por: Diego González B. Dirección : Camino a LengaLocalización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha : 10/12/2006
Referencia No.: Intercambiador de calor C-203 Item No.
Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor (Condensador). La función de equipo es condensar el agua que sale en la corriente de vapores de tope del stripping E-202, con el fin de recircularla a la torre .
Tamaño : Tipo: tubo y carcasa (Hor. /Vert. ) Horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 4.91 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua de refrigeración Corriente de proceso (agua y
amoniaco)Flujo Fluido Total (kg/h): 115.088 3180.3
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) 115.088 115.088 - 3081.7Vapor (kg/h) - - 3180.3 98.7Temperatura (°C) 104 104 60 60Peso Molecular (kg/kmol) 18 18 17.8 17.1 (vap) – 17.8
(liq)Calor Específico (kJ/kg ºC) 4.18 4.18 1.98 2.14 (vap) – 4.48
(liq)Presión entrada (kg/cm2) 1 1.5Caída de Presión (kg/cm2) * 0 0Calor Intercambiado: 7.216e+6 [kJ/h] DTML ( corregido ): 53.3 (ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño (kg/cm2) 1.5 2.15No. De pasadas por Carcasa 1 1Tolerancia a la corrosiónConexiones Entradade lados y SalidaVelocidades IntermedioN°deTubos: 507
Diám.Nom.: ¾’’ Espesor : 0.065 ’’
Largo : 8 pie Pitch : triangular
1”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int: 25” Diám ext.: 25.25” Cubierta Carcasa : Material: Acero
inoxidablePeso/ Carcasa: 430 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Haz Tubos: 1508 (kg) Llena con agua: -Boquillas: Diámetro (pulg) Función 1 10 entrada corr. proceso 2 6 salida agua de refrigeración 3 2 salida
61
2.5.3.8. Hoja de especificación del intercambiador de calor C-204
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Francisco Santa Cruz Castro Referencia No. : hervidor de fondo C-204, área 200Dirección : Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Hervidor de fondo columna stripping básico Item No.Tipo: kettle (tubo y carcasa, arreglo 2-1) ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 58,6 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua con NH3 y H2S Vapor de bajaFlujo Fluido Total: 397,5 ton/dia 2.05 ton/dia
Entra Sale Entra SaleGas (Kg/h) 0 2139 0 0Líquido (Kg/h) 16560 14420 0 0Vapor de Agua (Kg/h) 2050 0Agua (Kg/h) 0 2050No condensables (Kg/h) 0 0
Temperatura (°C) 123,3 123,3 148 148Peso Molecular Vapor 18,02 18,02 18,02 18,02Densidad másica (kg/m3) 927,8 2,032Presión entrada (kg/cm2) 2,25 3,87VelocidadCaída de Presión (kg/cm2)Resistencia de Ensuciamiento ( min.)Calor Intercambiado: LMTD ( corregido ):
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test (kg/cm2) 2,5 167.25 Temperatura de Diseño 200 ºC 220 ºCNo. de pasadas por Carcasa 1 2Tolerancia a la corrosión 0,125 0,125Conexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN° de Tubos: 402 Diám. Nom.: Espesor : 0.25” Largo : 8 pie Pitch : triangular de 1” Tipo Tubos : ¾” BWG 16 Material : Acero Carcasa: 42,5” Diám int.: 25” Cubierta Carcasa : Acero al carbonoPeso / Carcasa: 2003,3 lbPeso / Tubos: 1510,6 lb
63
2.5.3.9. Hoja de especificación del intercambiador integrado C-301
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Hoja : 1 de 1 Rev: 2Dieñado por: Pro-Ing / KI-EFXDirección : Camino a lengaLocalización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006Referencia No. : Intercambiador integrado C-301, área 300 Item No.Servicio de la Unidad : Condensador de azufre y generador de vapor de baja (eq.integrado)Tipo: tubo y carcasa, arreglo 1-1 ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 1581,1 pie2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Vapor de baja Agua acida Flujo Fluido Total: 1470 kg/h
Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4Entra Sale Entra Sale Entra Sale Entra Sale Entra Sale
Gas (Kg/h) 0 0 9680 7947 7947,3 6860,2 6860,2 6692,4 6692,4 6586,6Líquido (Kg/h) 0 0 0 1732,7 0 1087,0 0 167,7 0 105,7Vapor de Agua (Kg/h) 0 4786,9 0 0 0 0 0 0 0 0Agua (Kg/h) 4786,9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Temperatura (°C) 118 148 340 200 326,5 190 252,20 180 233,8 170Peso Molecular Vapor 18,0 18,0 27,9 27,9 25,3 25,3 24,3 24,3 23,9 23,9Densidad másica (kg/m3) 787,7 2,38 0,53 0,81 0,46 0,65 0,45 0,52 0,42 0,47Presión entrada kg/cm2 3,87 0,99 0,92 0,83 0,75VelocidadCaída de Presión (kg/cm2) 0,5 0.09-0,07Resistencia de Ensuciamiento ( min.)
Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4Calor Intercambiado 1,02E+07 [kJ/h] LMTD 107,1768978 94,33838495 61,1565762 46,8781037
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test 5,805 kg/cm2 1 kg/cm2
Temperatura de Diseño 150 ºC ------------No. de pasadas por Carcasa 1 1Tolerancia a la corrosiónConexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN° de Tubos: 377 Diám. Nom.: 1’’ Espesor : 0.25” Largo : 16 pie Pitch : triangular
Tipo Tubos : tubos de 1”, con distribución triangular de 1 ¼” Material : Acero carbono
Carcasa: Diám int.: 49,3 ” Cubierta Carcasa : Acero al carbonoPeso / Carcasa: 1692 kgPeso / Tubos: 1285 kg
64
2.5.3.10. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-302
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Diego González B. Referencia No.: Intercambiador
de calor C-302Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha :
10/12/2006Rev. 2
Servicio de la Unidad: Intercambiador de Calor. La función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al reactor catalítico D-302, utilizando
como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
Item No.
Tamaño : Tipo: tubo y carcasa (Hor. /Vert. ) Horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 3.08 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Vapor sobrecalentado Corriente de proceso Flujo Fluido Total (kg/h): 4650 7947.3
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) - - - -Vapor (kg/h) 4650 4650 7947.3 7947.3Temperatura (°C) 376 337 200 241Peso Molecular (kg/kmol) 18 18 27.2 27.2Calor Específico (kJ/kg ºC) 2.26 2.26 1.20 1.21Presión entrada (kg/cm2) 40 1Caída de Presión (kg/cm2) * 0 0Calor Intercambiado: 3.950e+5 [kJ/h] DTML ( corregido ): 109.2(ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño (kg/cm2) 60 1.5No. De pasadas por Carcasa 1 1Conexiones Entradade lados y Salida velocidades IntermedioN°deTubos: 66
Diám.Nom.: 1 1/4’’
Espesor : 0.065 ’’
Largo : 8 pie Pitch : triangular
1 9/16”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int:
15.25”Diám ext.: 15.85” Cubierta Carcasa :
Peso/ Carcasa: 550 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Haz Tubos: 366 (kg) Llena con agua: -Boquillas: Diámetro (pulg) Función 1 10 entrada corr. proceso 2 4 salida vapor calefactor 3 10 salida corr. proceso 4 4 entrada
65
2.5.3.11. Hoja de especificación del intercambiador de Calor C-303
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Francisco Santa Cruz C. Referencia No.: Intercambiador
de calor C-303Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha :
10/12/2006Rev.
Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor. La función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al reactor catalítico D-303,
utilizando como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
Item No.
Tamaño Tipo: tubo y carcasa (Hor. /Vert. ) Horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 2.67 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Vapor sobrecalentado Corriente de proceso Flujo Fluido Total (kg/h): 4650 6860.2
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) - - - -Vapor (kg/h) 4650 4650 6860.2 6860.2Temperatura (°C) 337 314 190 215Peso Molecular (kg/kmol) 18 18 24.5 24.5Calor Específico (kJ/kg ºC) 2.26 2.26 1.30 1.31Presión entrada (kg/cm2) 40 1Caída de Presión (kg/cm2) * 0 0Calor Intercambiado: 2.256e+5 [kJ/h] DTML ( corregido ): 98.5 (ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño (kg/cm2) 60 1.5No. De pasadas por Carcasa 1 1Conexiones Entradade lados y SalidaVelocidades IntermedioN°deTubos: 42
Diám.Nom.: 1 1/4’’
Espesor : 0.065 ’’
Largo : 8 pie Pitch : triangular
1 9/16”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int:
13.25”Diám ext.: 13.75” Cubierta Carcasa :
Peso/ Carcasa: 383 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Haz Tubos: 268 (kg) Llena con agua: -Boquillas: Diámetro (pulg) Función 1 10 entrada corr. proceso 2 4 salida vapor calefactor 3 10 salida corr. proceso 4 4 entrada
67
2.5.3.12. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-304
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja :1 de 1Diseñado por: Juan Toledo S. Referencia No.: Intercambiador
de calor C-304Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha :
10/12/2006Rev. 2
Servicio de la Unidad : Intercambiador de Calor. La función del equipo es precalentar la corriente de vapores que ingresan al reactor catalítico D-304,
utilizando como medio de calefacción vapor de agua sobrecalentado.
Item No.
Tamaño : Tipo: tubo y carcasa (Hor. /Vert. ) Horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 2.43 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Vapor sobrecalentado Corriente de proceso Flujo Fluido Total (kg/h): 4650 6692.5
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) - - - -Vapor (kg/h) 4650 4650 6692.5 6692.5Temperatura (°C) 314 295 180 200Peso Molecular (kg/kmol) 18 18 24.1 24.1Calor Específico (kJ/kg ºC) 2.26 2.26 1.32 1.33Presión entrada (kg/cm2) 40 1Caída de Presión (kg/cm2) * 0 0Calor Intercambiado: 1.781e+5 [kJ/h] DTML ( corregido ): 91.5 (ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño (kg/cm2) 60 1.5No. De pasadas por Carcasa 1 1Conexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN°deTubos: 36
Diám.Nom.: 1 1/4’’
Espesor : 0.065 ’’
Largo : 8 pie Pitch : triangular
1 9/16”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int: 12” Diám ext.: 12.5” Cubierta Carcasa : Peso/ Carcasa: 340 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Haz Tubos: 225 (kg) Llena con agua: -Boquillas: Diámetro (pulg) Función 1 10 entrada corr. proceso 2 4 salida vapor calefactor 3 10 salida corr. proceso 4 4 entrada vapor calefactor
69
* No está considerada la caída de presión.
2.5.3.13. Hoja de especificación del Intercambiador de Calor C-305
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Trabajo No. : Hoja : 1 de 1Diseñado por: Diego González B. - Sebastián Soto S. Referencia No. Intercambiador de calor C-305Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2
Servicio de la Unidad : La función del equipo es calentar la corriente de agua que proviene de la planta desmineralizadora hasta la condición de temperatura necesaria en la entrada del desaireador
Item No.
Tipo: tubo y carcasa ( Hor./Vert. ) horizontal Conectado en : Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 2.38 m2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Vapor de baja Agua desmineralizadaFlujo Fluido Total (kg/h): 1520 9450
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) - 1520 9450 9450Vapor (kg/h) 1520 - - -Temperatura (°C) 138.5 138.5 20 100Peso Molecular (kg/kmol) 18 18 18 18Calor Específico (kJ/kg ºC) 4..314
Presión entrada (kg/cm2) 3.5 3.5Caída de Presión (kg/cm2) Calor Intercambiado: 3.261e+6 [kJ/h] DTML ( corregido ): 71.2 (°C)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema ( Orient. Empaq./Boquilla)Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño (kg/cm2) 5.25 5.25No. de pasadas 1 2Tolerancia a la corrosión
Boquillas Función1 entrada agua - 1.5 pulg2 entrada vapor 4 pulg -3 salida agua - 1.5 pulg4 salida condensado
1.5 pulg -
N°deTubos: 48
Diám.Nom.: 1 pulg
Esp : 0.065 pulg
Largo : 8 pie
Pitch : triangular 1 ¼ pulg
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbono BWG 16Carcasa: Diám int: 12 pulg Diám. Ext: 12.25 pulg Material : Acero al carbonoPeso/ Carcasa: 170 (kg) Cubierta Carcasa : Acero al carbonoPeso / Haz Tubos: 245 (kg) Clase Observaciones:* La carcasa no posee baffles debido a que el vapor condensa en el equipo.
70
8 pies 12,25 in
1 2
4 3
2.5.5. Hornos y calderas
2.5.5.1. Hoja de especificación del horno B-301Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Hoja : 1 de 1Dieñado por: Pro-Ing Referencia No. : Horno B-301, área 300Dirección : Horno de dos cámaras Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VIII región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Reactor térmico de la planta claus
Diseño térmicoLocalización del Fluido : Cámara 1 Cámara 2Flujo Fluido Total (ton/d): 232.26 232.26
Entra Sale Entra SaleGas (ton/d) 179.62 179.62 232.26 232.26Líquido (ton/d) 0 0 0 0
Temperatura (°C) 36 1200 500 1370Peso Molecular Vapor 29.98 32.73 31.16 27.97Calor especifico (J/ K mol) 35.5 38.9 36.4 39.6Densidad másica (kg/m3) 2..116 0.205Presión (kg/cm2) 1 1Gas de combustión Acido SulfhíhricoFlujo de gas de combustion ton/d 29.23Oxigeno requerido ton/d 34.56
Diseño mecánicoCámara 1 Cámara 2
Forma cilíndrica cilíndricaVolumen m3 5.06 35.3Diametro m 1.5 2.5Largo m 2.95 7.2Material externo Acero carbono Acero carbonoMaterial interno/ tem recistencia ºC Concreto refractario/ 1700 Ladrillo refractario/1700
QuemadoresCantidad 1Forma cilíndricoEncendido Chispa continuaSeguridad de llama ElectricoMarca John zink
Esquema del reactor térmico
Área 100
Área 200
Aire
34% del total 66% del total
Camara 2Camara 1
Quemador
7.2 m2.95 m
71
2.5 m1.5 m
2.5.5.2. Hoja de especificación de la caldera B-302
Proyecto: Planta de tratamiento de aguas y gases ácidos Hoja : 1 de 1Diseñado por: Bernardo Campagnaro P. Referencia No.: Intercambiador
B-302Dirección : Camino a Lenga Propuesta No.Localización de la Planta : Comuna de Hualpén, VII Región Fecha : 10/12/2006 Rev. 2Servicio de la Unidad : Generador de vapor (#600) Item No.Tamaño : 22 pie
Tipo: tubo y carcasa (Hor. /Vert. ) Horizontal Conectado en :
Superficie/Unidad : Carcasas/Unidad : 1 Superficie/Carcasa : 136 pie2
DESEMPEÑO DE UNA UNIDADLocalización del Fluido : Lado Carcasa Lado TubosNombre del Fluido: Agua / Vapor GasesFlujo Fluido Total (kg/h): 3969 9680
Entra Sale Entra SaleLíquido (kg/h) 3969 - - -Vapor (kg/h) - 3969 9680 9680Temperatura (°C) 15 380 1355 340Peso Molecular Líquido 18 18 28 28Calor Específico (kJ/kg ºC) 4.3 2.3 1.4 1.2Presión entrada (kg/cm2) 42 0.98Caída de Presión (kg/cm2) 0.6 0.02Calor Intercambiado: 1.172e+7 [kJ/h] DTML ( corregido ): 854 (ºC)
CONSTRUCCIÓN DE UNA CARCASA Esquema (Orient. Empaq./Boquilla)
Lado Carcasa Lado Tubos
Presión Diseño / Test (kg/m2) 65 65No. de pasadas por Carcasa 1 2Tolerancia a la corrosiónConexiones Entradade lados y Salidavelocidades IntermedioN° de Tubos: 82
Diám.Nom.: 2’’ Espesor : 0.165 ’’
Largo : 16 pie
Pitch : triangular 2⅝”
Tipo Tubos : Tubos de acero al carbón BWG 16 Material : Acero al carbónCarcasa: Diám int: 33” Diám ext.: 33.81’’ Cubierta Carcasa : Peso/Carcasa: 29700 (kg) Clase Espaciado: Entrada: Peso / Tubos: 276.5 (kg) Llena con agua: (kg)
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