Hysys Avanzado Siac_a4

SIMULACIONDEPROCESOS CONASPENHYSYS NIVEL AVANZADO

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Ing.DavidErickLapacaMollo

PRESENTACIÓN ‡ Ing.Qmc.DavidE.Lapaca M. ‡ TituladodelaCarreradeIngenieríaQuímicadelaUAGRM ‡ DiplomadoenIngenieríadelGasNatural ‡ DiplomadoenProduccióndeHidrocarburos ‡ DiplomadoenInstrumentaciónyControldeProcesos ‡ DiplomadoenEducaciónSuperior

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‡ MaestríaenProcesosIndustrialesdelGasyPetróleo ‡ Maestria enGasNaturalyPetroquímica.

PRESENTACIÓN ‡ DocentedeCatedraFacultadIntegraldelNorte ‡ DocenteCapacitadorUnidaddePostgradodelaFacultaddeTecnología ‡ DocenteCapacitadorInstitutoparalaExcelenciaenlosNegociosdeGas, EnergíaeHidrocarburosINEGAS ‡ IngenierodeProcesosenSIGNAINGENIEROS ‡ IngenierodeProcesosenPONEX ‡ IngenierodeProcesosenINESCO

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‡ ConsultorExternodeempresasdeIngeniería ‡ DocenteCapacitadorUniversidadSanFranciscoXavier.

OBJETIVOS ‡ Una vez concluido el curso el estudiante será capaz de: ‡ Afianzar los conocimientos adquiridos en el modulo de Aspen HYSYS Basico. ‡ Conocer y evaluar posibilidades de optimización de procesos. ‡ Simular procesos en el cual existan transferencia de masas, torres de destilacion, torres de absorcion, Absorbedora con Reflujo, Absorbedora con Reboiler. ‡ Adquirir conocimientos para realizar simulaciones en ASPEN HYDRAULICS. ‡ Modelos de manera real separadores, considerando arrastres de liquido en la corrientes gasesosas. ‡ Modelar de forma real bombas y compresores a partir de curvas de fabricantes. ‡ Realizar cálculos de despresurización dinámica.

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INTRODUCCION ‡ La simulación de procesos se ha convertido en una herramienta básica y fundamental para los ingenieros en la etapa de formación y en el ejercicio de su profesión. ‡ Los simuladores de procesos se utilizan en las industrias para: ‡ ‡ ‡ ‡

Elaboración de proyectos. Diseño y especificación de equipos. Localización y resolución de problemas. Control de procesos.

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¿QUEESSIMULACION? ‡ La simulación es la representación de un proceso o fenómeno mediante un modelo, que permite analizar sus características. ‡ A través del modelo se trata de explicar el comportamiento de un proceso, sistema o unidad industrial. ‡ Los modelos se establecen a través de ecuaciones basadas en Leyes Fundamentales: ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

Continuidad (Balance de Materia) Balance de Energía Balance de Cantidad de Movimiento Ecuaciones de Transporte Ecuaciones de Estado Equilibrio Actividad

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¿QUEESUN SIMULADOR? ‡ Con el fin de que el modelo se aproxime más a la realidad, éste se torna complejo en su formulación y difícil en su resolución. De ahí la necesidad de emplear métodos numéricos ya sean programados por el usuario o Simuladores de Procesos comerciales ‡ Los simuladores son paquetes computacionales que resuelven los modelos utilizando métodos numéricos

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¿PORQUESIMULAR? ‡ Las herramientas que apoyan la planificación de procesos están jugando un rol cada vez más importante para asegurar que un sistema exitoso pueda ser diseñado en el período de tiempo más corto posible. ‡ La simulación permite visualizar un sistema en operación y claramente demostrar la habilidad o impotencia del sistema para lograr los objetivos de rendimiento exigidos.

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SIMULADORESDE PROCESOS ‡ Existen muchos simuladores comerciales para diferentes aplicaciones: mecánicas, procesos, hidráulica, estructural, etc. ‡ Los simuladores enfocados al área de procesos son: ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

ASPEN HYSYS PROMAX CHEMCAD PRO II / PROVISION OLGA

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USODELOS SIMULADORES ‡ En general se lleva acabo con dos propósitos: ‡ Diseño. ‡ Operación bajo nuevas condiciones.

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SIMULARNOES DISENAR ‡ Los parámetros de diseño como numero de tubos de un intercambiador de calor , diámetro de la carcasa y número de platos de una columna no pueden ser calculados por ASPEN HYSYS. ‡ ASPEN HYSYS es una herramienta que proporciona una simulación del sistema o proceso. ‡ ASPEN HYSYS puede emplearse como herramienta de diseño, probando varias configuraciones del sistema para optimizarlo. ‡ Se debe tener en cuenta que:

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HYSYSSIMULAYELINGENIERODISEÑA

LIMITACIONDELOS SIMULADORES ‡ Se debe tener en cuenta que los resultados de una simulación no son siempre fiables y estos se deben analizar críticamente. ‡ Hay que tener en cuenta que los resultados dependen de: ‡ La calidad de los datos de entrada ‡ De que las correlaciones empleadas sean las apropiadas (escoger bien el paquete termodinámico) ‡ Elección adecuada el proceso.

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‡ ‡

‡ ‡

ASPENHYSYS HYSYS es un simulador de Procesos, estático secuencial modular, aplicado a la industria química, petroquímica. Permite realizar simulaciones en estado estacionario y dinámico, calculo de propiedades Fisicoquímicas, dimensionamiento de equipos incluyendo costos. Calculo de cargas de calor, requerimientos de energía, equilibrio químicos y de fases Herramienta de apoyo en la elaboración de proyectos en todas susetapas (Conceptual, Básica, Detalle) Herramienta para Optimizar Procesos existentes e incrementar la rentabilidad.

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ASPENHYSYS ‡ BASE DE DATOS ‡ Contiene mas de 1500 componentes sólidos, líquidos y gaseosos ‡ Propiedades Fisicoquímicas de las sustancias puras. ‡ Parámetros de Interacción Binaria para el calculo de coeficiente de actividad ‡ Electrolitos. ‡ CARACTERIZACIÓN DE FRACCIONES DE PETRÓLEO ‡ Correlaciones especificas para fracciones livianas y pesadas. ‡ Modelos de interconversión de curvas de destilación

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ASPENHYSYS ‡ OPERACIONES UNITARIAS ‡ ASPEN HYSYS posee un integración grafica que permite modelar mas de 40 diferentes operaciones Unitarias: ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

Acumuladores Flash Columnas de Destilación, columnas de Absorción. Compresores, Turbinas ,Bombas Intercambiadores de Calor Separador Mezcladores Válvulas de bloqueo y Control

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MODELOS TERMODINAMICOS ‡ La selección de un Modelo Termodinámico adecuado para la predicción de la Entalpia (H) y la Constante de Equilibrio (K) es fundamental para el proceso de simulación. ‡ La selección de un modelo inapropiado puede resultar en problemas de convergencia y resultados erróneos.

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‡ Cada modelo es apropiado solamente para ciertos tipos de compuestos y limitado a ciertas condiciones de operación

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MODELOS TERMODINAMICOS

ASPENHYSYS ‡ MODULOS ADICIONALES ‡ ASPEN HYSYS contiene módulos adicionales como ser: ‡ ASPEN UPSTREAM ‡ ASPEN EXCHANGER DESIGN AND RATING (intercambiadores de Calor) ‡ ASPEN FLARE SYSTEM ANALYZER (Venteo y sistemas de alivio) PIPESYS (Tuberías) ASPEN CAPITAL COST ESTIMATOR OLGA PIPESIM ‡ ‡ ‡ ‡

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SIMULACIONY OPTIMIZACIONDE DESHIDRATACION CONTEG

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DESHIDRATACIONCON TEG ‡ En cabeza de pozo, los fluidos provenientes de reservorios se encuentran saturados de agua. El vapor de agua presente en la corriente del gas producido en pozo pueden presenter algunos problemas, el agua puede condensarse permitiendo la erosion del tubo, agua (con presencia de H2S y CO2) puede causar corrosion por gas acido a las paredes de la tuberia, tambien puede llegar a formarse hidratos en los sistemas. ‡ Generalmente, la unidad de deshidratación es utilizado en planta de gas para cumplir con las especificaciones de venta de gas natural. Eisten distintos glicoles para realizar el proceso de deshidratación, sin embargo el mayormente utilizado es el TEG donde son requeridos puntos de rocios de agua bajos.

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HIDRATOS ‡ Los hidratos son compuestos sólidos que se forman como cristales, tomando apariencia de nieve, se forman por una reacción entre el gas natural y el agua, su composición es aproximadamente un 10 % de hidrocarburos livianos ( butano, propano, etano y metano) y /o gases ácidos (CO2 y H2S) y un 90 % de agua, su gravedad específica es de 0.98 y flotan en el agua pero se hunden en los hidrocarburos líquidos. ‡ Las condiciones para que se formen los hidratos son: Baja temperatura ( temperaturas menores que de la formación de hidratos a la correspondiente presión de operación) , alta presión, gas con agua libre o cerca del punto de rocío.

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HIDRATOS

TECNICASDE DESHIDRATACION ‡ La deshidratación del gas natural puede hacerse con los siguientes procesos: 1) Absorción, usando un liquido higroscopico como el glicol 2) Adsorción, utilizando un sólido que absorbe el agua específicamente, como el tamiz molecular, gel de sílice y aluminatos 3) Inyección, bombeando un liquido reductor del punto de rocío, como el metanol 4) Expansión, reduciendo la presión del gas con válvulas de expansión y luego separando la fase liquida que se forma.

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DESHIDRATACIONCON TEG

DESHIDRATACIONCON TEG ‡ El gas ingresa a la planta con una temperatura de 100ºF y una presion de 1000 psig. Con un flujo de 45 MMSCFD. La composición del gas de entrada en base seca es la siguiente:

1.02 1.22 92.05 3.15 1.50 0.60 0.31 0.10 0.05

N2 CO2 C1 C2 C3 iͲC4 nͲC4 iͲC5 nͲC5

%Molar

Componente

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DESHIDRATACIONCON TEG ‡ Se considera un glicol pobre de entrada a la torre contactora (absorbedora) con una temperatura de 110 ºF y una presion de 1010 psig. Con la siguiente composición

99.0 1.0

TEG H2O

%Masa

Componente

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‡ El numero de platos para la torreo Contactora son 8. Con una presion de cabeza de 995 psig y una presion de fondo de 1000 psig.

DESHIDRATACIONCON TEG ‡ El glicol pobre al pasar a travez de la torre contactora va absorbiendo el agua presente en la corriente gaseosa, el proceso de absorción se lleva a cabo a altas presiones y bajas temperaturas . Con el fin de regenerar el glicol rico en agua este es enviado al proceso de Regeneracion para la cual es requerido que glicol ingrese a la torre de regeneración a una presion de 15 psig. ‡ Antes de ingresar a la torre Regeneradora el glicol es precalentado hasta 202 ºF aprovechando la temperatura del glicol de fondo de torre mediante un intercambiador glicol pobre/glicol rico.

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DESHIDRATACIONCON TEG ‡ El numero de platos de la torre regeneradora es de 1. Con una presion de cabeza de 0 psig y una presion de fondo de 1 psig. ‡ La torre regeneradora cuenta con las siguientes especificaciones: ‡ Temperatura de cabeza de 215 ºF ‡ Temperatura de reboiler de 404ºF

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DESHIDRATACIONCON TEG ‡ Posterior a la torre regeneradora el flujo es enviado hacia el sistema de reposicion donde se anade agua para tener una concentración de glicol de similar características al especificado en el glicol pobre de la torre de contacto, como el fluido esta a una menor presión este es impulsado por una bomba la cual incrementa la presión hasta un valor de +15 psi con respecto a la presión del gas de entrada. ‡ Como este glicol aun tiene una temperatura elevada es enviado hacia un aeroenfriado que disminuye el valor de la temperatura hasta 110 F y con esto se finaliza el circuito del glicol

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DESHIDRATACIONCON TEG

ACTIVIDADESA DESARROLLAR 1. Favor identificar cual es el contenido de agua presente en el gas de salida. 2. Calcular cual es la temperatura de formación de hidratos del gas de salida. 3. Cual es el porcentaje masico de TEG en el glicol Rico.

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4. Cual es porcentaje de recuperación de TEG en la torre Regeneradora.

ACTIVIDADESA DESARROLLAR ‡ El proceso anteriormente mostrado es un circuito convencional en el que se llega a tener un porcentaje de glicol pobre de alrededor del 99 %wt, con el fin de obtener un glicol pobre con mayor porcentaje se cuenta con el proceso de regeneración que incluye el Stripping Gas con el cual mediante una corriente gaseosa caliente se anade a la torre regeneradora para obtener un glicol con un porcentaje de hasta el 99.8 % wt. A partir de esto se desarrolla el siguiente modelo.

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ACTIVIDADESA DESARROLLAR

ACTIVIDADESA DESARROLLAR ‡ De la corriente de Gas Seco se extrae una derivación (0.10 MMSCFD) que es expandido a una presión de 0.4 psig y calentado a una temperatura de 160 F (con fines de simulación utilizaremos únicamente el heater para hacer estas dos operaciones) esta corriente es conectada al fondo de la torre regeneradora. Asi mismo antes de realizar la reposicion se procederá a colocar un tanque de surgencia para evitar que vapores ingresen a la bomba de recirculación de glicol. ‡ Una vez realizada la simulación, favor identificar que porcentaje de glicol se tiene en el glicol pobre y que contenido de agua se tiene en la corriente de Gas a proceso.

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PREGUNTAS HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONY OPTIMIZACIONDE ENDULZAMIENTO CONMEA

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ENDULZAMIENTOCON MEA ‡ Generalmente el gas natural que se produce a nivel mundial contiene CO2. Además, en muchas partes del mundo principalmente al norte de la línea ecuatorial, el gas natural contiene también H2S. ‡ Ambos compuestos son ligeramente solubles en agua; cuando estos gases se disuelven en agua forman una solución medianamente acidificada, razón por la que estos compuestos son llamados gases ácidos.

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ENDULZAMIENTOCON MEA ‡ La especificación máximas de CO2 y H2S a nivel internacional son 2 % vol y 4 ppmv, respectivamente. Cuando un gas natural excede las especificaciones por H2S y/o CO2 se denomina un gas agrio; por el contrario, cuando el contenido de estos compuestos en el gas natural está por debajo de los límites especificados para gas de venta, se dice que es un gas dulce. ‡ El gas natural que tiene concentraciones de H2S y CO2 por encima de los límites permisibles, tiene que ser tratado para removerle el gas ácido. Como el H2S reacciona con muchos compuestos, hay una gran variedad de procesos para extraerlo químicamente.

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ENDULZAMIENTOCON MEA ‡ A continuación se muestra un diagrama típico de un sistema de endulzamiento por absorción:

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ENDULZAMIENTO CONMEA ‡ El gas ingresa a la planta con una temperatura de 80ºF y una presion de 1000 psig. Con un flujo de 80 MMSCFD. La composición del gas de entrada en base seca es la siguiente: Componente %Molar N2 CO2 C1 C2 C3 iͲC4 nͲC4 iͲC5 nͲC5 nC6 H2O

0.16 5.85 86.92 3.93 0.93 0.26 0.29 0.14 0.12 0.18 1.22

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ENDULZAMIENTO CONMEA ‡ Se considera una Amina pobre de entrada a la torre atmosférica con una temperatura de 90 ºF y una presión de 1010 psig y una taza de 583.3 GPM (20000 BPD). Con la siguiente composición

0.3 0.7

MEA H2O

%Masa

Componente

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‡ El numero de platos para la torreo Contactora son 20. Con una presion de cabeza de 990 psig y una presion de fondo de 1000 psig.

ENDULZAMIENTO CONMEA ‡ La amina pobre al pasar a travez de la torre contactora absorbe el CO2 de la corriente gaseosa. Con el fin de regenerar la Amina Rica se procede a enviarla al proceso de Regeneracion para la cual es requerido que la amina sea despresurizada hasta una presion de 35 psig. ‡ Antes de ingresar a la torre Regeneradora la Amina Despresurizada se calienta hasta 200 ºF aprovechando la amina de fondo de la torre Regeneradora.

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ENDULZAMIENTO CONMEA ‡ El numero de platos de la torre regenerador es de 19. Con una presion de cabeza de 25 psig y una presion de fondo de 30 psig. ‡ La torre regeneradora cuenta con las siguientes especificaciones: ‡ Relacion de Reflujo de 3 ‡ Flujo de Calor en el Reboiler de 1.024 E8 BTU/HR

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ENDULZAMIENTOCON MEA

PREGUNTAS HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONDETORRE ATMOSFERICADE CRUDO

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Representar las propiedades de mezclas completas como condenͲsados, petroleo crudo, fracciones de petroleo (gasolinas, turbosinas, kerosinas, diesel, etc), y liquidos de fracciones sinteticas mediante una serie de pseudocomponentes o componentes hipoteticos. ‡ Normalmente es impractico el representar cada componente existente en una mezcla compleja como un petroleo crudo, ya que pueden encontrarse millones de componentes en dichos crudos y el analisis tiene un costo elevado.

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ ASPEN HYSYS acepta 6 métodos analíticos para el ensayo (Assay) de fracciones de petróleo. ‡ TBP: Destilación TBP (True Boiling Point) ‡ ASTM DͲ86: Destilación d86 ‡ ASTM DͲ1160: Destilación d1160 ‡ D 2887: Destilación simulada a partir de cromatografía ‡ EFV: Vaporización Flash en equilibrio (Equilibrium Flash Vaporization) ‡ Análisis Cromatografico

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DESTILADODECRUDO ‡ El crudo puede ser separado en gasolina, kerosene, diésel, gas oil y otros productos, por destilación a presión atmosférica. ‡ La destilación es una operación en la cual los vapores se elevan a través de la bandeja de fraccionamiento de una torre, donde entran en contacto íntimo con el líquido que desciende a través de las bandejas, en las cuales los componentes pesados son condensados y concentrados en el fondo de la torre mientras que los más livianos son concentrados en la parte superior o salida de cabeza

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DESTILADODECRUDO ‡ La torre atmosférica de crudo (topping) es la uno de los equipos mas importantes y fundamentales, dentro de la industria de refinación del petróleo. ‡ La torre atmosférica permite destilar el crudo de petróleo en distintos productos o cortes, como ser Naftas, Kerosene, Diesel, AGO.

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DESTILADODECRUDO ‡ Los destilados intermedios son mezclados en línea para dar origen a los siguientes productos terminados: ‡ Jet Fuel ‡ Kerosene ‡ Diesel Oil ‡ De la gasolina no estabilizada (GNE), se obtiene una corriente de butano é inferiores (C4 Ͳ ) que se la envía como carga a la unidad de recuperación de gases

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DESTILADODECRUDO ‡ Productos intermedios: ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

Gas combustible. Propano. Butano. Destilado liviano. Destilado medio. Destilado pesado. Crudo reducido ó resíduo atmosférico (RAT). Gasolina Liviana ó LSR (*). Gasolina Media ó MSR (*). Corte Especial.

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Para poder ingresar realizar la caracterización de petróleo, se debe ingresar de manera preliminar los componentes que se detallan a continuacion, considerando un paquete de fluido de PengͲ Componentes Robinson: Metano Etano Propano iͲButano nͲButano iͲPentano nͲPentano Agua

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Para ingresar al ambiente de “Oil Manager”, realizamos click en el icono que se muestra a continuación de la barra de herramientas:

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Posteriormente anadimos un nuevo ensayo con las siguientes especificaciones Descripcion BulkProperties Densidad AssayDataType LightEnds

Comentario Used 54.82lb/ft3 TBP InputComposition

‡ Se tiene que los livianos que quedan en el producto tienen los siguientes porcentajes: Componentes Porcentaje Methane 6.50EͲ03 Ethane 2.25EͲ02 Propane 0.32 iͲButane 0.24 nͲButane 1.75 iͲPentane 1.65 nͲPentane 2.25 H2O 0

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Se tiene la siguiente curva de destilación Porcentaje de Temperatura Destilado (%) (F) 0 10.4 4 89.6 9 165.2 14 240.8 20 309.2 30 435.2 40 523.4 50 620.6 60 739.4 70 842 76 914 80 960.8

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CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Una vez ingresada la información procedemos a que HYSYS realice las estimaciones de las propiedades dando click en el botón Calculate HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ Una vez calculado el ensayo procedemos a hacer el Blend en la simulación nos ubicamos en Output Blenca y anadimos uno nuevo HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ En la siguiente ventana, anadimos el ensayo al blend que procederemos a instalar HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

CARACTERIZACIONDE FRACCIONESDEPETROLEO ‡ En la pestana de Distribution Plot podemos identificar la distribución de los distintos cortes que tenemos en nuestro crudo

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‡ Posteriormente instalamos el crudo en nuestra simulación mediante el botón Install Oil (Nota.Ͳ Si no realizamos este paso el crudo no será instalado en nuestra simulacion)

TRENDE PRECALENTAMIENTO ‡ Para el ingreso a la torre atmosférica de crudo el condensado debe estar a una temperatura elevada, es con este fin que antes de su ingreso a la torre se cuenta con un tren de precalentamiento, en este tren de precalentamiento se aprovecha la temperatura de salida de los cortes de la torre atmosférica de esta manera realizando un aprovechamiento energético en el sistema y también reduciendo el calor necesitado en el horno al ingreso a la torre atmosférica.

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TRENDE PRECALENTAMIENTO ‡ El crudo ingresara a una temperatura de 59 F una presión de 130.5 psig y con un caudal de 103150.0 BPD. ‡ El crudo instalado en la simulación se unirá con una corriente de agua considerando que el mismo tiene un arrastre, esta corriente de agua estará a las mismas condiciones del crudo de ingreso y un caudal de 3270.0 BPD.

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‡ ‡

‡

‡

TRENDE PRECALENTAMIENTO Con este fin se cuentan con 3 intercambiadores de calor con las siguientes especificaciones. 1er Intercambiador con 2 pasos por los tubos, 1 paso por la carcasa con 2 carcasas en serie, caída de presión por los tubos de 7.5 psi y una caída de presión por la carcasa de 3 psi y una temperatura de salida del producto de 65 F. 2do Intercambiador con 2 pasos por los tubos, 1 paso por la carcasa con 2 carcasas en serie, caída de presión por los tubos de 7.5 psi y una caída de presión por la carcasa de 3 psi y una temperatura de salida del producto de 100 F. 3er Intercambiador con 4 pasos por los tubos, 1 paso por la carcasa con 3 carcasas en serie, caída de presión por los tubos de 7.5 psi y una caída de presión por la carcasa de 3 psi y una temperatura de salida del producto de 185 F.

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

‡ Antes de ingresar a la torre atmosférica de crudo el fluido es enviado a un horno del cual sale con la siguientes condiciones 36.5 psig y temperatura de 752 F. ‡ Para instalar la torre atmosférica de crudo utilizaremos la torre de Absorcion con Reflujo de nuestra paleta de objetos con las siguientes especificaciones: Descripcion NumerodePlatos Condensador SalidadeAgua PresiondeCondensador PDenCond PresiondeFondo TempCondensador (Estimate) TemperaturadeCabeza TemperaturadeFondo Flujo devapordeSalida Caudal deSalida deGasolina

Valor 29(el plato deAlimentacion serael28) Parcial Activada 5.7psig 8.7psi 18.7psig 104F 248F 644F 0 22640BPD

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‡ Con estas especificaciones hacemos correr la columna. (Nota para converger la torre es necesario instalar una corriente de vapor de agua a 185 psig y un flujo de 7496 lb/h).

TORREATMOSFERICADE CRUDO

‡ Para poder extraer los distintos cortes deben especificarse los Strippers y pumparound, el Strippers permiten mediante corrientes de vapor o calentadores poder retirar los componentes livianos de un corte de producción. Mientras los pumparounds permiten extraer calor de la torre con el fin de mantener un perfil adecuado para la operación de la misma. Descripcion Comentario Nombre AGOSS EtapadeRetorno 21 Etapadesalida 22 CorrientedeVapor AGOVapor CorrientedeSalida AGO FlujodeSalida 4530BPD Configuracion Despojamiento por Vapor

Descripcion Nombre EtapadeRetorno Etapadesalida PumparoundFlow FlujodeCalorBTU/h

Comentario AGOPA 21 22 30190BPD Ͳ3.50E+07

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Descripcion Comentario CorrientedeVapor AGOVapor Temperatura 302F Presion 35.5 FlujoMasico 2535lb/h Composicion 100%H2O

TORREATMOSFERICADE CRUDO Descripcion Comentario Nombre DieselSS EtapadeRetorno 16 Etapadesalida 17 CorrientedeVapor DieselVapor CorrientedeSalida Diesel FlujodeSalida 19620BPD Configuracion Despojamiento por Vapor

Descripcion Nombre EtapadeRetorno Etapadesalida CorrientedeSalida FlujodeSalida Configuracion

Comentario KeroseneSS 8 9 Kerosene 9359BPD Por Reboiler

Descripcion Nombre EtapadeRetorno Etapadesalida PumparoundFlow FlujodeCalorBTU/h

Comentario DieselPA 16 17 30190BPD Ͳ3.50E+07

Descripcion Nombre EtapadeRetorno Etapadesalida PumparoundFlow FlujodeCalorBTU/h

Descripcion Comentario CorrientedeVapor DieselVapor Temperatura 302F Presion 35.5 FlujoMasico 3000lb/h Composicion 100%H2O

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Comentario DieselPA 8 9 49820BPD Ͳ4.20E+07

‡ Una vez especificados los Strippers y los pumparounds procedemos a correr la columna, una vez llegue la misma a converger se conectan las corrientes de salida con los intercambiadores de calor según se muestra en la siguiente figura.

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

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TORREATMOSFERICADE CRUDO

PREGUNTAS HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONDETORRE VACIODECRUDO

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO ‡ La destilación al vacio del residuo atmosférico es una operación complementaria de la destilación atmosférica, permitiendo extraer del mismo destilados pesado, que sufrirán transformaciones posteriores o servirán para su empleo como bases de aceites lubricantes. ‡ Los destilados principales de esta torre son: ‡ LVGO (Light vacuum gas oil) ‡ HVGO (Heavy Vacuum Gas Oil)

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO ‡ Para ingresar a la torre de Vacio instalaremos un horno que tendrá las siguientes condiciones de salida (ingreso a la torre) 745 F y Ͳ12.5 psig. Se debe especificar una corriente de vapor de vacio con las siguientes condiciones 302 F, 7.5 psig y un flujo de 3968 lb/h. ‡ Para especificar la torre de vacio utilizaremos la torre absorbedora con las siguientes especificaciones: Descripcion NumerodePlatos Reflujo deCabeza Etapa deSalida dePA Alimentacion deFondo VapordeSalida Salida deFondo Salida deLVGO Salida deHVGO Presion deCabeza Presion deFondo Temperatura Cabeza Temperatura Fondo Flujo dePA

Valor 9(etapa dealimentacion 8) Por Pumparound 2etapa VapordeVacio Gas Residual Residuo deVacio 2Etapa 6Etapa Ͳ13.1psig Ͳ12.9psig 248F 698F 41510BPD

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO ‡ Para especificar la torre de vacio utilizaremos la torre absorbedora con las siguientes especificaciones: Descripcion Flujo deVapordeSalida Flujo deLVGO Flujo deHVGO

Valor 5732lb/h 4831BPD 13590BPD

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO

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DESTILACIONALVACIODEL CRUDO

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SIMULACIONDE LINEASCONPIPESYS

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ El PIPESYS es una extensión del HYSYS, usado como herramienta para simular corridas hidráulicas de una línea de transmisión, un gasoducto o cualquier línea dentro de la planta, todo esto dentro del ambiente del HYSYS. ‡ PIPESYS tiene una Suite completa de métodos para el modelado y la correlación de fluidos monofásicos y Multifásicos en tuberías, es capaz de simular con precisión una amplia gama de condiciones y situaciones.

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‡ PIPESYS es compatible con todos lo paquetes de fluidos de las corrientes de Gas, Líquido, Gas/liquido presentes en el HYSYS.

SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ La herramienta de PIPESYS permite al usuario la especificacion del perfil de la caneria según el relevamiento topografico (alineamiento). ‡ PIPESYS utiliza relaciones para el flujo monofasico y multifasico de alta precision para simular lineas. ‡ PIPESYS tiene incorporado en su base de datos equipos y opciones de facilidad que se encuentran durante la construccion y prueba de la linea (ducto).

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ PIPESYS permite al usuario: ‡ ‡ ‡ ‡

Realizar un modelaje riguro para lineas monofasicas y multifasicas. Tener un computo detallado de los perfiles de presion y temperatura de la linea a travez de un terreno irregular. Permite el calculo de la presion de salida como asi el calculo de la presion de ingreso al ducto. Permite analisis especiales como ser prediccion de velocidad de erosion , prediccion de slug durante el pigging.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ PIPESYS permite al usuario: ‡ ‡ ‡ ‡

Realizar un modelaje riguro para lineas monofasicas y multifasicas. Tener un computo detallado de los perfiles de presion y temperatura de la linea a travez de un terreno irregular. Permite el calculo de la presion de salida como asi el calculo de la presion de ingreso al ducto. Permite analisis especiales como ser prediccion de velocidad de erosion , prediccion de slug durante el pigging.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Para instalar la operación del PIPESYS se lo realiza mediante la paleta de objeto disponible en ASPEN HYSYS. ‡ Seleccionamos la pestana Custom insertamos el icono para instalar la columna de la operación de PIPESYS.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ PIPESYS permite al usuario: ‡ ‡ ‡ ‡

Realizar un modelaje riguro para lineas monofasicas y multifasicas. Tener un computo detallado de los perfiles de presion y temperatura de la linea a travez de un terreno irregular. Permite el calculo de la presion de salida como asi el calculo de la presion de ingreso al ducto. Permite analisis especiales como ser prediccion de velocidad de erosion , prediccion de slug durante el pigging.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Se cuenta con la siguiente informacion del perfil según el alineamiento.

Progresiva m 0 52.35 104.66 157.32 209.66 224.21 261.3 313.85 366.51 418.36 470.85 523.83 576.86 617.69 682.16

Elevacion m 302.17 302.45 295.51 294.76 287.05 282.47 291.02 297.19 302.21 312.2 315.07 314.81 317.78 307 311.16

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Especificamos las corrientes de entrada y salida de la operación PIPESYS

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ En la pestaña de Methods se ubican las correlaciones de flujo que maneja la extension PIPESYS. PIPESYS recomienda las correlaciones de flujo en funcion al tipo de fluido a manejar en la cañeria

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Para añadir segmentos de tuberias seleccionamos la pestañada de Elevation Profile donde asignamos el punto de partida o inicio del ducto.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Con el fin de añadir el perfil del ducto se añade elementos en la columna Pipeline Unit como se muestra en la figura

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‡ Añadimos el numero de tuberias para poder completar el perfil del alineamiento asignado

SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Al seleccionar el elemento de tuberia emerge una ventana en la cual seleccionamos la opcion de Dimensions, donde asignamos el diametro del ducto.

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SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Seguidamente seleccionamos la opcion de Heat Transfer con la finalidad de especificar los valores para la transferencia de calor. En la pestañada de Pipe Coatings procedemos a especificar si la tuberia tuviera algun revestimiento. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Seguidamente seleccionamos la opcion de Heat Transfer con la finalidad de especificar los valores para la transferencia de calor. En la pestañada de Pipe Coatings procedemos a especificar si la tuberia tuviera algun revestimiento. Con las especficaciones dadas cerramos la ventana. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONHIDRAULICA APLICANDOPIPESYS ‡ Posteriormente a especificar el perfil del ducto, procedemos seleccionar la pestaña de Temperature Profile, con la finalidad de asignar la temperatura ambiente ya sea por segmentos o general, al asignar un valor la herramienta llega a converger. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

SIMULACIONDE SISTEMADE LICUEFACCIONDE GASNATURAL

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ Como es de conocimiento el gas natural puede llegarse a a transportar mediante gasoductos (gas en estado vapor), o puede llegarse a transportar como gas natural licuado a travez de un proceso de refrigeración criogénico. ‡ La principal razón para realizar la licuefacción del gas natural es la reducción de 600 veces el volumen, esto ocurre debido al cambio de estado de vapor a liquido.

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ En la natura el gas se encuentra en estado gaseoso, lo cual es difícil de manejar. Transportar el gas natural desde su puntos de producción hasta los puntos de consumo requiere largos tendidos de lineas de recolección y transporte y tienen un considerable costo de transporte. Como también el tendido de las lineas dependen la accesibilidad de las zonas. ‡ La licuefacción del gas natural permite superar estos obstáculos y permiten transportar el a muy largas distancias sin depender del tendidos de linea.

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL

LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ Se tiene un gas de entrada con la siguiente composición

0.58 1.84 91.12 6.42 0.04 0.00

N2 CO2 C1 C2 C3 iͲC4

%Molar

Componente

‡ Con una presion de 800 psig y una temperatura de 120 ºF con flujo de 14 MMSCFD ‡ Y un contenido de agua de 8 lb/MMSCFD

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ Se debe considerar una caída de presion por cada intercambiador de 5 psi. ‡ Considerar un primer circuito de preenfriamiento con propano que enfriara hasta 80 ºF, posterior a ello considerar un circuito de refrigeración con nitrógeno en 2 etapas teniendo un enfriamiento en la primer etapa de Ͳ 120 ºF, y un segunda etapa de refrigeración a Ͳ265 ºF y considerando que el gas debe ser totalmente licuado( estado liquido).

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ El nitrógeno ingresa al sistema con una presion de 30 psig y una temperatura de 70 ºF, el cual se realiza la compresión en tres etapas manteniendo la tempertura de 120 ºF a la salida de cada etapa, en la primera etapa se comprime hasta 95 psig, en la segunda etapa de 200 psig y en la tercera etapa de 353. ‡ Posterior a ello se realiza un ultima compresión hasta 760 psig. Con una temperatura de salida de 104 ºF. ‡ El nitrógeno de salida se divide para ser enviado a cada intercambiador propio de la primera y segunda etapa de refrigeración. Se envia a la primera etapa un flujo de 30 MMSCFD de nitrógeno y el restante a la segunda etapa.

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL ‡ El nitrógeno que ese envía a la primera etapa se enfria hasta una temperatura de 41 ºF, antes de ingresar a una turbina (expansor) en el cual se expande hasta una presion de 35 psig. ‡ El nitrógeno que ese envía a la segunda etapa se enfria hasta una temperatura de Ͳ110 ºF, antes de ingresar a una turbina (expansor) en el cual se expande hasta una presion de 35 psig.

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‡ La descarga de ambos expansores se mezclan y son enviados al inicio del circuito.

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LICUEFACCIONDEGAS NATURAL

SIMULACIONDEGAS DESINTESISYDE AMONIACO

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GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos los siguientes componentes para nuestra simulacion HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Seleccionamos un paquete de fluido de Peng Robinson. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

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‡ Añadimos las reacciones de Reformacion primaria y reformación secundaria, ambas las especificamos como reacciones de conversiones. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

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GASDESINTESISY AMONIACO

GASDESINTESISY AMONIACO

‡ Añadimos las reacciones de Reformacion primaria y reformación secundaria, ambas las especificamos como reacciones de conversiones. HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

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GASDESINTESISY AMONIACO

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Se añade una nueva reacción de conversión de CO a CO2 HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Se añade la reacción de síntesis de amoniaco

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GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Se añade la reacción de síntesis de amoniaco

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GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

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GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

GASDESINTESISY AMONIACO ‡ Añadimos una corriente de entrada con la siguiente especificacion: HYSYSBASICOINTͲINEGASͲDLM

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