Tesis Torre De Destilacion

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA. NOMBRE DEL PROYECTO: ESTUDIO PARA LA OBTENCIÓN DE AROMINA 150 EN LA TORRE DESTILADORA 45-T-3 DE LA PLANTA FRACCIONADORA Y EXTRACTORA DE AROMÁTICOS (F.E.A) DEL COMPLEJO PETROQUÍMICO CANGREJERA MEDIANTE EL USO DEL PROGRAMA DE SIMULACIÓN HYSYS NOMBRE DE LA EMPRESA: COMPLEJO PETROQUÍMICO CANGREJERA ASESOR EXTERNO Ing. BENITO REYES TORRES NOMBRE DEL ALUMNO: ALEJANDRO JIMÉNEZ ZAVALA NÚMERO DE CONTROL: 15080244 PERIODO: FEBRERO-JUNIO 2019 LUGAR Y FECHA DE REALIZACIÓN: COATZACOALCOS VERACRUZ A 15 DE MARZO DEL 2019.

RESUMEN

ÍNDICE

ÍNDICE DE TABLA Y FIGURAS

INTRODUCCIÓN La dinámica del mercado del complejo petroquímico cangrejera es la cadena de derivados de etileno y producción de aromáticos, donde se obtiene polietileno de baja y alta densidad, estireno, oxido de etileno, benceno, tolueno, aromina, xilenos entre otros los cuales son utilizados para la obtención de producto finales como pinturas, detergentes, cosméticos, bolsas, juguetes y producto para la industria farmacéutica En este trabajo está enfocado en el área de producción de aromáticos donde se presenta la búsqueda de un desarrollo para una nueva producción de producto, con un esquema de seguir siendo la empresa más competitiva de la industria petrolera mexicana y referente internacional donde la búsqueda presentara nuevas ventanas de ventas sobre el producto desarrollar en este trabajo El objetivó es simular el proceso de la torre de destilación 45-T-3 de la unidad de la planta fraccionadora y extractora de aromáticos (F.E.A) del complejo petroquímico cangrejera para un estudio de un nuevo producto a producir aromina 150 dentro de la torre de proceso 45-T-3 mediante un simulador de sofware aspen hysys. Donde primero se buscará identificar parámetros de operación de la columna 45-t-3 y luego establecer condiciones de operación para poder realizar la simulación en el simulador aspen hysys, se buscará del simulador en que plato de la torre se está efectuando el fraccionamiento del producto tomando a base de diseño de hysys para poder dar en que plato se podrá extraer la aromina 150 El alcance del proyecto se enmarca en simular el proceso de producción de aromina 100 y 150 mediante cambios significativos en corrientes de la simulación, por medio de las variables manipuladas en el proceso, de la misma manera hacer comparaciones con respecto a las ventajas de seleccionar un modelo de columna convencional frente a la planteada el cual se está trabajando actualmente.

JUSTIFICACIÓN La empresa mexicana Pemex está dedicada a la producción y transformación del petróleo dando esta materia prima para dar lugar a sus infinitos derivados, el complejo petroquímico cangrejera es una empresa de petróleos mexicanos catalogada como una empresa competitiva de la industria petrolera mexicana e internacional. El complejo petroquímico cangrejera es una gran empresa dedicada a la producción de etileno y sus derivados como también a la producción de aromáticos y mas productos, el trabajo a realizar es orientar el desarrollo a nuevos productos ligado a la capacidad de la empresa para seguir siendo competitiva en el negocio petroquímico y ofrecer más estándares al mercado de aromáticos. (¿Por qué?) El siguiente trabajo se basará en el estudio para la obtención de aromina 150 para la planta fraccionadora y extractora de aromáticos (F.E.A) del complejo petroquímico cangrejera por lo que una simulación en el software aspen hysys en la unidad de fraccionamiento será unos de los pilares del proyecto de aromina. Con la simulación se conocerá estimaciones de variables de operación, datos de producción de destilación calidad del producto y requerimientos energéticos. Donde se analizara la torre 45-T-3 de la unidad de fraccionamiento para tener un estudio de referencia de operación tomando los elementos de cálculo ya estandarizados en la cual se está operando actualmente esta columna de destilación, el cual se buscara por medio de la simulación en que medio del nivel de platos de la torre 45T-3 se efectuara el fraccionamiento por ello se examinara la extracción para la obteniendo el producto de requerimiento la aromina 150 tomando la base de diseño de la torre y los parámetros que la rodean para su funcionamiento. Los modelos con los cuales se trabajara serán dados por el software aspen hysys una gran herramienta de procesos unitarios que nos modelara la operación de la torre donde exploramos resultado del diseño de interfase, capacidades ingeribles, y operación interactivas que buscamos para la obtención de aromia 150 de nuestra torre 45-T-3 la herramienta hysys estará capturando datos de operación actual de

la torre examinando el objetivo de diseño exacto en la obtención del producto buscado después de los estudios se tendrá el informe de tallado que se presentara al comité de asesores de proyecto aromina 150 del complejo petroquímica cangrejera donde ellos tendrán el objetivo de su utilización. Adicionalmente a la justificación los hidrocarburos implicados se tiene toda las normatividades implicadas para el adecuado trabajo en la producción de aromina 100 y 150 de la F.E.A, Teniendo el desarrolló del análisis del objetivó del proyecto se buscará la viabilidad de extracción de la aromina 150 e introducir el producto a ventas para tener ganancias de la manufactura del desarrollado, dentro de su totalidad es tener mas amplios rubros de fabricación que desea dar el complejo petroquímico cangrejera en el mercado de aromáticos. ¿Para que? Mejorarlo

OBJETIVOS GENERALES Simular el proceso de la torre de destilación 45-T-3 de la unidad de Planta Fraccionadora y Extractora de Aromáticos (F.E.A) del complejo petroquímico cangrejera para la obtención de aromina 150, mediante el simulador de software ASPEN HYSYS. ¿Qué? ¿Cómo? ¿Para qué? y ¿Dónde?)

OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Analizar el proceso de la torre 45-T-3 de la unidad de planta fraccionamiento y extracción de aromáticos (F.E.A) del complejo petroquímico cangrejera. • Identificar los parámetros de operación de la columna 45-T-3 del complejo petroquímico cangrejera para la obtención de aromina 150. • Establecer las condiciones de operación de la unidad de planta fraccionadora y extracción de aromáticos (F.E.A) del complejo petroquímico cangrejera. • Realizar pruebas de simulación en el software aspen hysys con los parámetros de operación y diseño de la columna 45-T-3 para la obtención de aromina 150 • Evaluar los resultados obtenidos de la simulación de aspen hysys con datos de operación de la torre 45-T-3 para la obtención de arromina 150

CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ANTECEDENTES La destilación es el proceso que se utiliza para llevar a cabo la separación de diferentes líquidos, o sólidos que se encuentren disueltos en líquidos, o incluso gases de una mezcla, gracias al aprovechamiento de los diversos puntos de ebullición de cada sustancia partícipe, mediante la vaporización y la condensación. Los puntos de ebullición de las sustancias son una propiedad de tipo intensiva, lo

que significa que no cambia en función de la masa o el volumen de las sustancias, aunque sí de la presión. La destilación era una técnica conocida en China alrededor del año 800 a.C. que se usaba para obtener alcoholes procedentes del arroz.

En el Antiguo Egipcio

descubrieron también textos que explican la destilación para capturar esencias de plantas y flores actualmente en el mundo la destilación es ocupada para separar y extraer diferentes componentes un gran revolucionario para la refinación y transformación del petróleo. La simulación de programas software como aspen hysys que son para procesos industriales es efectuado para reproducir el comportamiento de un determinado proceso o sistema físico. En este proceso se sustituyen las situaciones reales por otras, creadas artificialmente de las cuales se aprenden ciertas acciones, habilidades, hábitos, etc., que posteriormente se transfieren a una situación de la vida real con igual efectividad; ésta es una actividad en la que no solo se acumula información teórica, sino que se la lleva a la práctica. La destilación de mezclas multicomponentes es un campo apasionante para la investigación en la ingeniería química. El diseño de una torre de destilación que logre una óptima separación, además de los métodos de control de proceso que asegura un proceso estable y seguro, son pieza clave para operar de forma eficiente. Son muchos los libros, tratados e investigaciones que se han realizado en este campo de la destilación tanto a nivel académico como nivel técnico. Seader y col, seader y col, King J., Treybal R. Pero las más recientes investigaciones a nivel académico muestran un interés por avanzar en la destilación multicomponente, apoyado en herramientas informáticas y algoritmos que muestren resultados confiables. Smejkal y Col., en su artículo “Comparison of computer simulation of reactive distillation using ASPEN PLUS and HYSYS software” compara bajo una columna de destilación reactiva los dos software, frente a data extraída de una planta piloto.

Los software representaron muy bien los datos de planta piloto, sin ser uno mejor que el otro en los resultados finales, pero el autor sustenta la versatilidad de Hysys sobre Aspen en la facilidad de uso y rapidez en los resultados.3 Soos M. y Col., en el trabajo “Design and simulation of a distillation column for separation of dichloropropane from multicomponent mixture” Adicionalmente de mostrar el paso a paso de cómo se lleva a cabo un diseño de una columna de destilación usando Hysys, muestra las discrepancias al utilizar Unifac frente a un modelo de actividad y datos experimentales para el cálculo de columnas de destilación para mezclas con alto grado de interacción.4 Vasconcelos C. y Col. en su artículo “Dynamic models towards operator and engineer training: Virtual Environment” presenta distintos casos en donde se observa la importancia que tiene la simulación en la educación de ingenieros y operadores, así como en el desarrollo de proyectos.5 Villegas L.E., en su trabajo de grado “Simulación de los procesos productivos de ENAP Magallanes” muestra lo amigable que es el trabajar con Hysys y como simular todos los procesos de una refinería. A nivel local, Mercado Y. y Hernández V. de la Universidad de San Buenaventura, tomaron el caso de una torre de destilación existente capaz de separar propileno de propano y otros compuestos, con variables de control establecidas, pero con la capacidad de encontrar mejores condiciones de operación. Simularon este proceso en bajo HYSYS, el cual permitió manejar las diferentes corrientes, variables y condiciones de los equipos que interactúan en este proceso y de esta forma reunir la información necesaria para manejar el proceso y hacer correcciones respectivas en su funcionamiento. López J. También de la USB con su proyecto, “simulación del proceso de destilación atmosférica de crudo por medio del programa Hysys y creación de una macro en excel para uso remoto”. Plantea que la utilización de herramientas informáticas les permite a los usuarios en la academia a entender los comportamientos de los procesos, además a los operadores industriales les facilita la manipulación de dicho proceso sin poner en riesgo los equipos.

En México en los años de 1974 se empezó la construcción de complejo petroquímico cangrejera bajo el mandato del presidente de la republica mexicana donde se efectuó en la zona industrial en la ciudad de Coatzacoalcos del estado de vercucruz donde la construcción de este recinto industrial fue para dar soluciones para la necesidades de diferentes productos derivados del etileno y grupos aromaticos apostando petróleos mexicanos como la empresa líder nacional como internacional dando a si un nuevo rubro a la economía nacional y ejidal de la entidad ENUNCIADO DEL PROBLEMA El presente trabajo se enfoca en la simulación con el apoyo del software aspen hysys para el diseño de obtención de aromina 150 en la torre 45-T-3 de la planta fraccionamiento y extractora de aromáticos del complejo petroquímico cangrejera que permita saber mediante la simulación en que plato de la torre se deberá extraer el fraccionamiento de la aromina 150. Su objetivo general es dar un estudio de la simulación para tener los parámetros de producción que tendrá este producto PREGUNTA DE INVESTIGACIÓ ¿Cuál es el objetivo de la simulación en hysys para la obtención de aromina 150 en la torre 45-T-3 del complejo petroquímico Coatzacoalcos? MARCO CONCEPTUAL. Revisión del estado del arte que analice y exponga los enfoques teóricos y metodológicos que se consideren pertinentes para abordar el problema de estudio y, en su caso, argumenten la adopción de algún enfoque particular. De ser necesario, el soporte teórico puede apoyarse de información empírica y de las apoCON E,rtaciones de las investigaciones previas que traten el problema de estudio. HIPÓTESIS La búsqueda de la simulación en aspen hysys es dar todos los parámetros para la obtención de la romina 150 en la torre 45-T-3

ESPECIFICACIÓN DE VARIABLES Variable Independiente. Las causas de la simulación es realizar la búsqueda de obtención de nuevos productos ligado a la competencia de dar más amplios ligues de producción de aromáticos en la cual tiene actualmente la planta F.E.A Variable Dependiente. El efecto de la simulación es tener todos los parámetros dados de la simulación para poder así dar la búsqueda de producción llevando al producto a ventas y satisfaciendo los ligues de necesidades en ganancias DISEÑO METODOLÓGICO Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Esta investigación fue estructurada con Fuentes de Información de Carácter Primario, por estar constituida por soporte documental extraído de libros, antologías, monografías, tesis, disertaciones de expertos en sesiones grupales, seminarios y talleres relacionados, documentos oficiales como lo establecido por La Normatividad vigente en este rubro (Leyes, reglamentos, normas), etc. CALENDARIO DE TRABAJO

MARCO TEORICO