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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLIVAR
lfaLIGNO-CARB
Tarragona 09/09/05 Prof. Gladys Rincón Polo
Estableciendo capacidad para plantas piloto:
coquización retardada
N. Pérez
G. Rincón
Y. García
J. Sanos
Presenado !or
Gladys Rincon
"a#oraorio de $ar#ón y Resid%os Pesados
&ni'ersidad Si(ón )olí'ar
*+P,P-*ngeniería +%í(ica Pero%í(ica y Procesos
&ni'ersidad Si(ón )olí'ar
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"as !lanas !iloos son insalacionese!eri(enales de di(ensiones
co(!rendidas enre a!araos de la#oraorio y
!lanas co(erciales confor(adas !or %nasec%encia de e%i!os insr%(enos
accesorios y líneas dis!%esos en for(a
lógica !ara re!rod%cir %n deer(inado!roceso
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"a ca!acidad de %na !lana ind%srial seesa#lece en #ase a crierios co(o1
•de(anda y ofera
• resricciones écnicas•dis!osición de (aerias !ri(as o ins%(os• rena#ilidad•
resricciones financieras • li(iaciones de es!acio.
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2l o#3ei'o de %na !lana !iloo
es generar infor(ación !ara
a(!liar conoci(ienos relai'os aldise4o y o!eración de %na !lana
co(ercial.
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$ó(o esa#lecer la ca!acidad de%na !lana !iloo %e re!rod%ce %n
!roceso %e ya eise
ind%srial(ene 6
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PASOS ENTREGABLE
Formulación Objetivos Lista de objetivos de la planta piloto
Definición de Bases de Diseño
Relación de condiciones de operación y loque se desea reproducir Condiciones y características de materia
primas y productos.
Limites de capacidad Capacidad mínima y máxima
¿Cuáles son los parámetros a
reproducir?Lista de parámetro a reproducir
Generación del DB de la
planta piloto DBP
Capacidad de diseño Capacidad de diseo la planta piloto
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PASO 1. Formulación del objetivo.
los o#3ei'os se for(%lan !ara dar
res!%esa a la infor(ación re%erida !ara
el dise4o % o!eración de la !lana
ind%srial.
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PASO 2.
Definición de las Bases de Diseño. Relación entre condiciones de operación lo
que se !a a reproducir .
7.*denificar las !ro!iedades de los !rod%cos %ese 'an a re!rod%cir8
.2s%diar el !roceso ind%srial !ara idenificar las
'aria#les de o!eración %e ienen (ayor i(!acoso#re lo %e se 'a a re!rod%cir se desechan
aquellas que no lo afectan.
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PASO 2.Definición de las Bases de Diseño.Condiciones caracter"sticas de #ateria
pri#a$ productos rendi#iento% 2l dise4o de la !lana !iloo se realiza so#re la
#ase de %e la (aeria !ri(a y los !rod%cos
son e%i'alenes a los del !roceso ind%srial.
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PASO 3.
imites de ca!acidad.
capacidad #&'i#a% "o (:s !e%e4a !osi#le
o(ando en c%ena res as!ecos1
7; li(iaciones de (aeria !ri(a8
; dis!osición de desec<os
=; cosos (íni(os de in'ersión inicial.
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PASO 3. imites de ca!acidad.
capacidad #"ni#a% lo s%ficiene(ene grande
co(o !ara aseg%rar1
7; canidad re%erida en las !r%e#as de
la#oraorio8
; 'elocidades (íni(as e%i!os y %#erías8
=; (ini(izar cosos iniciales de in'ersión
(e reco#ienda dise)ar para la capacidad#"ni#a posible
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PASO ".# $u%les son los !ar%metros de o!eración
a re!roducir &
Se de#en seleccionar c%:les son los !ar:(eros deo!eración %e ienen (ayor i(!aco so#re lo %e
se desea re!rod%cir. "a ca!acidad de la !lana
!iloo %eda resringida !or las li(iaciones
i(!%esas !or los !ar:(eros de o!eración.
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PASO '.
(eneración del PFD de la !lanta !iloto.
"a for(%lación de o#3ei'os o#liga !oencial(ene
a redise4ar el >)P a3%s:ndose a los o#3ei'os
esa#lecidos.
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PASO ).*stableciendo la ca!acidad de diseño.
$on la infor(ación reco!ilada en los !asos
aneriores y los #alances de (asa se esa#lece laca!acidad de dise4o de %na !lana !iloo %e
re!rod%ce !arcial(ene o oal(ene %n
!roceso eisene.
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*+,: Coquización Retardada a ni!el Industrial
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2l co%e reardado !rod%co del cr%do 'enezolano es
ecesi'a(ene d%ro y difícil de re(o'er con el e%i!o dedeco%izacion <idr:%lica.
EL Laboratorio de Carbón Residuos ,esados de la
ni!ersidad (i#ón Bol"!ar fiel al o#3ei'o de !resar
so!ore écnico a la ind%sria y en s% e(!e4o !or dar
sol%ciones s%sena#les al co%e reardado !lanea la
conce!%alización dise4o y consr%cción de %na !lana !iloo
de co%ización reardada ?PP$R; %e re!rod%zca la
calidad del co%e reardado %e se !rod%ce a !arir de cr%do
'enezolano.
Estableciendo capacidad de ,,CR
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Grea "a@es $ar#on A2llis y Bardin 799=C8 Process *(!ro'e(en 2ngineering A"ie#er(an 79DEC8
&ni'ersidad de Filano A>el )ianco 799=C8
&ni'ersidad de Trond<ei( A)le@@an 799C8
2l insi%o de *n'esigación !licada de Pis#%rg
ARodríg%ez 799HC8
P>IS-*ne'e! A"ayrisse 799DC8
Estableciendo capacidad de ,,CR
lfa
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Se definió la ca!acidad de laPP$R
co(o la canidad de$+&2 R2TR>> !rod%cido
PR $*$" de o!eración
Estableciendo capacidad de ,,CR
lfa
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PASO 1. Formulación del objetivo.
$onsr%ir %na PP$R %e re!rod%zca la
calidad de co%e reardado %e se !rod%ce
a !arir de cr%dos 'enezolanos.
2se !royeco (ane3a %n financia(ieno
(íni(o.
Estableciendo capacidad de ,,CR
lfaC
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PASO 2.Definición de las Bases de Diseño. Relación entre condiciones de operación lo
que se !a a reproducir .
"a PP$R re!rod%cir: las caracerísicas del co%e
reardado re%eridas !ara s% co(ercialización las
c%ales son1
2l conenido de az%fre y (eales lo esa#lece elconenido de los (is(os en la ali(enación.
Estableciendo capacidad de ,,CR
lfa,A(O /%* fi i ió d l B d *i )
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,ara una ali#entación dada$ la presión
la relación de reciclo del ta#bor de
coquización$ la te#peratura desalida del .orno deter#inan la calidad
rendi#iento del coque retardado%
*efinición de las Bases de *ise)o%
Relación entre condiciones de operación
lo que se !a a reproducir%
lfa,A(O /%* fi i ió d l B d *i )
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*efinición de las Bases de *ise)o%
Relación entre condiciones de operación
lo que se !a a reproducir%
,resión del ta#bor de coquización1 e(!era%ra y
relación de reciclo consanes al a%(enar la !resión dela(#or los <idrocar#%ros !esados %edan reenidos en él.
2so se rad%ce en %n a%(eno en el rendi(ieno de co%e y
%n ligero a%(eno en la canidad de gases.
Relación de reciclo del proceso1 "a relación de recicloiene el (is(o efeco %e el de la !resión en el rendi(ieno
de los !rod%cos.
0e#peratura del ta#bor de coquización: !resión y
relación de reciclo consanes el rendi(ieno de co%edis(in%ye al a%(enar la e(!era%ra de salida de los
a(#ores.
lfa
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Co1e ,.sical
,ropertiesOperation2ariables
2olatile 3atter4235
3icrostructural C.aracteristics
(uperficialarea
,ore !olu#eand dia#eter
3icrostructue
*ncrease
Te(!era%re
*ncrease
<ardness
Red%cion ofs%!erficial
area
Red%cion of
!ore size
Te(!era%reaffecs <e
(esofasede'elo!(en
*ncrease Press%re*ncrease IF
conen
Red%cion ofs%!erficial
area
Red%cion of'ol%(e ofa'aila#le
e(!y s!aces
&n@noKninfl%ence
•*ncrease RecycleRed%cion ofIF conen
*ncreaseresidence
i(e
*ncreaseresidence
i(e
*ncreaseresidence
i(e
lfa,A(O /%*efinición de las Bases de *ise)o
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*efinición de las Bases de *ise)o%
Condiciones caracter"sticas de #ateria pri#a$
productos rendi#iento%
Global ,roperties
3ass +lo64178.r5 E.HE ,ressure 4psia5 H0
(pecificGra!it .D=
2apor fraction 7.00 0e#perature 495 L= 2iscosit 4c,5 0.0
3ass Co#position
ater 0.7L ;eptanes 0.000== (ulp.idric acid 0.00007
;dro7en 0.000L *ecane 0.77 Carbon dio'ide 0.0=
3et.ane 0.009 ndecane 0.7Carbon
#ono'ide 0.00007L
Et.lene 0.0007= *odecane 0.7= Resin 0
Et.ane 0.00L 0rdecane 0.7H (aturated 0
,ropane 0.00=5 0etradecane 0.75 Aro#atic 0
Butane 0.00 Benzene 0.057 Nap.tenic 0
,entane 0.007 0oluene 0.0E7
;e'ane 0.000HD Cclo.e'ane 0.0H
lfaPASO 3
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PASO 3.
imites de ca!acidad.
capacidad #&'i#a% = Mg co%e reardado !or ciclo
capacidad #"ni#a% 5 Mg co%e reardado !or ciclo "a ca!acidad (íni(a de#e garanizar %na 'elocidad lineal de1
lí%idos 7(/s y gases H(/s.
E'iste un co#pro#iso entre la capacidad$ la
in!ersión inicial las restricciones i#puestas por lospar&#etros de operación
PASO 3.
imites de ca!acidad.
lfaPASO "
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!elocidad de ascenso dentro del ta#bor
PASO ".
# $u%les son los !ar%metros
de o!eración a re!roducir &
lfaPASO "
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PASO ".
# $u%les son los !ar%metros
de o!eración a re!roducir &
condición adiab&tica del ta#bor
Para re!rod%cir las caracerísicas del co%e reardado es
f%nda(enal re!rod%cir el !erfil ér(ico denro del a(#or
!or lo ano el a(#or de#e o!erar de for(a adia#:ica.
$a!acidad de al (enos H @g co%e reardado/ciclo.La capacidad #"ni#a est& definida por la cantidad de
coque requerido por las pruebas de laboratorio%
lfaPASO ".
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PASO ".
# $u%les son los !ar%metros
de o!eración a re!roducir &
tie#po de llenado del ta#bor de coquización
Tie(!o de llenado de a!roi(ada(ene E <oras
Para %na 'elocidad de
ascenso consane se de#e
esa#lecer %na al%ra?"; dela(#or %e !er(ia alcanzar
el ie(!o de llenado.
l esa#lecer " el di:(ero
?>; y la canidad de co%e
reardado !or ciclo son fi3os
lfaPASO ".
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SO
# $u%les son los !ar%metros
de o!eración a re!roducir &
operabilidad
Fienras (enor sea la ca!acidad (enor ser:n las
di(ensiones de los e%i!os a%(enando los !ro#le(as
o!eracionales !or de!ósios de co%e en %#erías
accesorios y e%i!os.Para e'iar la de!osición de co%e la 'elocidad en odas las
líneas de#e ser s%!erior a la (íni(a.
L"quidos <#8s - Gases =#8s
lfaPASO ".
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# $u%les son los !ar%metros
de o!eración a re!roducir &
*esec.os 7enerados
Fienras (ayor sea la ca!acidad de la !lana (ayor ser: la
canidad de desec<os generados.
$a!acidad de al (enos =@g co%e reardado/ciclo.
lfaPASO '.
( ió d l PFD d l
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(eneración del PFD de la
!lanta !iloto
lfaPASO ).
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PR2F*SS !ara )F17; la 'elocidad de#e ser (ayor a la (íni(a8
; la 'elocidad de ascenso se o(a co(o la
'elocidad de ascenso !ro(edio
=; la relación de reciclo es de 0/D0.
Relación de reciclo1 canidad de gasóleo
!rod%cido !or ciclo con res!eco al oalrecirc%lado.
*stableciendo la ca!acidad de
diseño.
lfaPASO ).
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• Se s%!one la canidad de co%e reardado !or ciclo
•
Se s%!one el di:(ero de odas las líneas del >OP. "os 'alores delos di:(eros corres!onden a > co(erciales.
• Se realizan los )F. Para el a(#or de co%ización se %ilizó la
fig%ra %e esa#lece la relación de "/>.
• Se calc%ló el ca%dal en cada %#ería.
• Se calc%ló la 'elocidad lineal de cada %#ería.
• 2l c:lc%lo ierai'o se deiene c%ando la 'elocidad lineal de odas
las %#erías es (ayor o ig%al a las 'elocidades (íni(as.
• &na 'ez deenido el c:lc%lo se esa#le %e la canidad s%!%esa de
co%e reardado a !rod%cir es la ca!acidad de dise4o PP$R
*stableciendo la ca!acidad de
diseño.
lfaCONCL(ION(
$O+$,S-O+*S
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2l (éodo !ro!%eso garaniza esa#lecer laca!acidad de %na !lana !iloo de %n !roceso
ind%srial. 2se (éodo se !ro#ó !ara
esa#lecer la ca!acidad de %na PP$R %e
re!rod%ce la calidad del co%e 'enezolano.
La capacidad ,,CR es
<>$?97 coque retardado 8ciclo
L8* @ $
lfaCONCL(ION(
$O+$,S-O+*S
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"a (ayor dific%lad !ara esa#lecer la ca!acidad de %na
!lana !iloo de %n !roceso ind%srial radica en seleccionarc%:les !ar:(eros de o!eración se de#en re!rod%cir.
Para la PP$R se esa#leció %e !ara re!rod%cir la calidad de
co%e reardado es necesario re!rod%cir la fluidodin&#ica
el tie#po de llenado y la condición adiab&tica del a(#orde co%ización.
Se reco(ienda <acer %n es%dio deallado %e esa#lezca la
ca!acidad (íni(a ó!i(a #asado ano en los as!ecos
écnicos co(o en el incre(eno de los cosos deconsr%cción de e%i!os (%y !e%e4os.
lfa
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GRACIA(