FLEXICOQUIFICACION_ PDVSA

Centro de Refinación Paraguaná

Gerencia de Ingeniería de Proceso

Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010


Contenido 

Objetivo.

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Generalidades del proceso.

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Fundamentos del proceso.

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Ubicación en el esquema de refinación y esquema funcional. Descripción de la unidad FKAY. Detalle de los sistemas principales: alimentación, sección de reacción, manejo de coque, acondicionamiento del flexigas, fraccionamiento, recuperación de livianos, MEROX. Variables de operación.




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Objetivo:

Convertir residuo corto en productos más livianos y de mayor valor comercial. 

Alimentación: Alimentación: Fondos de Vacío (PVAY-1/2/3/4/5)

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Productos:

Gas de refinería, Propano/Propilenos, Butanos/Butilenos, Naftas (LKN y HKN), gasóleos (LKGO y HKGO), lechada, Flexigas (gas de bajo poder calorífico) y flexicoque.




Generalidades • • • • • •

Tenología Exxon - 1970’s La reacción de coquificación se lleva a cabo en un reactor de lecho fluidizado. Incluye un gasificador de coque en su esquema de reacción. Mínima producción de coque. Capacidad de FKAY: 64 KBD. Sólo existen 5 unidades de su tipo en el mundo, siendo FKAY la de mayor capacidad: -


PDVSA CRP (Amuay, Venezuela): Arrancó en Nov. 1982 con 58 KBD, posteriormente fue expandida a 64KBD. Esso Netherlands (Rotterdam, Holanda): Arrancó en Ago. 1986 con 32KBD, posteriormente fue expandida a 38KBD. ExxonMobil USA (Baytown, Texas - USA): Arrancó en Sep. 1986 con 28 KBD, posteriormente fue expandida a 37KBD. Equillon Enterprices LLC (Matínez, California USA): Arrancó en Mar. 1983 con 22KBD. TOA Oil (Kawasaki, Japón): Arrancó en Sep. 1976 con 21 KBD. Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010


Fundamentos del proceso

Métodos para conversión de brea en productos livianos • Adición de hidrógeno: - Requiere catalizador. - Envenenamiento por contaminantes. - No se destruye la brea totalmente. • Rechazo de carbón: - No requiere catalizador. - Contaminantes salen con el coque. - Craqueo térmico. Gerencia de Ingeniería de Proceso



Fundamentos del proceso, cont.

Flexicoquer * Desintegración Térmica severa (coquización o coquificación) * Conversión de Fracciones pesadas a livianas (gasóleos, naftas, lechada y coque) * Gasificación del 86 – 90 %p del coque obteniéndose Gas de Bajo Poder Calorífico (Flexigas).

Coquización T-2101

Proceso de Flexicoquización R-2101

Desintegración Térmica Severa Gerencia de Ingeniería de Proceso

Zona de Depuración Zona de Reacción




Craqueo térmico • Reacción en cadena de radicales libres. • Los radicales libres: - Átomo o grupo de átomos con electrón libre (no apareado). - Formado por la escisión homolítica de un enlace carbono - carbono / hidrógeno - carbono. • Las energías relativas determinan los enlaces a romper.





Craqueo térmico, cont. • Sensibilidad al craqueo: - Hidrocarburo - Parafina.

Más sensible

- Olefina recta. - Nafteno (cicloparafina). - Ciclo - olefina. - Aromático. Gerencia de Ingeniería de Proceso

Menos sensible Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010



Craqueo térmico, cont. HC saturados

Calor

saturados + no saturados + gases

HC no saturados Calor radicales libres No saturados

Condensación


HC de menor PM.+ gases

Aromáticos + HC de menor peso molecular




Craqueo térmico, cont. Aromáticos Calor

Aromáticos
Aromáticos Calor Aromáticos con radicales + HC no saturados + gases Libres Condensación


Aromáticos de mayor peso molecular

Coque




Craqueo térmico, cont. Asfaltenos

Calor

coque + aromáticos de >PM+ HC no saturados + gases





Formación de coque • Asfaltenos: - Peso molecular 3.000 - 5.000. - Formado por C/H2 /N2 /S/Va/Ni. - No volátil, amorfo y coloide disperso en aceite. - Coque amorfo.





Formación de coque, cont. • Resinas: - Peso molecular menor al asfalteno. - Mayor contenido de N2 /S. - Viscosas, pegajosas y volátiles. - Coque amorfo. • Aromáticos: - Aromáticos policíclicos de 6 átomos de carbono. - Coque con apariencia más cristalina. Gerencia de Ingeniería de Proceso




Torre Atmosférica PSAY PSAY Torre de Vacío PVAY Crudo

Producción de Asfaltos

Fondo Atmosférico o Residuo Largo

Coquización Retardada (CRAY) Fondo de Vacío o Residuo Corto


Flexicoquización (FKAY)




Entrada

Proceso

Salida FLEXIGAS 420-520 MMSCFD 10 - 22 PSIG 115 - 125 °F

* Fondo de Vacío: 64 KBD CCR: 21-23 %p/p Penetración: 30-40 mm/10s * VGO: 3-5 KBD

Servicios: - Agua de enfriamiento - Aceites - Agua Cruda - Gas Piloto - Agua de alimentación de caldera 850# - Vapor 600 # - Vapor 145 # - Aire de Instrumento - Eléctricidad - Gas de Refinería - Nitrógeno

- Demulsificante - Fosfato - Catalizador Merox FB - Catalizador Merox WS - Cáustico - Antiespumante - Inhibidor de incrustación - Polimero - Agua de servicio

GAS COMBUSTIBLE 30 - 35 MMSCFD 120-126 PSIG 130-140 °F

Generar productos de mayor valor comercial a partir de los fondos de vacío por medio de la desintegración térmica y gasificación del 86 - 90 % del coque.

PRODUCTO C3

1700-1900 B/D C4 en C3 máx. 1 % mol C2 en C3 máx. 0.2 % mol

PRODUCTO C4

2500 - 2900 B/D 100-110 °F C3 en C4 máx. 2 % mol, C5 en C4 máx. 2.5 % mol

NAFTA LIVIANA (LKN) 3500 -5000 B/D 60-65 PSIG Pasar Prueba Doctor

NAFTA PESADA (HKN) 7000- 8000 B/D 900-1000 PSIG 200-400 °F

GASOLEO LIVIANO (LKGO)

7000 - 8500 B/D 95 % Destilación ASTM D86 : 550-560°F

GASOLEO PESADO (HKGO)

14000-18000 B/D 95 % Destilación ASTM D1160 : 940-950°F

LECHADA 9000- 11000 BD BSW < 2 % vol

COQUE

300-500 T/D


COQUE LAJADO

70-90 T/D Alta Concentración de Vanadio




Rendimientos típicos de los productos (% peso) Fondos de vacío (brea)

Flexigas (22%) F L E X I C O Q U I F I C A C I Ó N

Gas de refinería Propilenos Butano Nafta liviana Nafta pesada Gasóleo liviano Gasóleo pesado Lechada (14%)

(10%) (2%) (3%) (4%) (8%) (12%) (22%)

Coque (3%) Gerencia de Ingeniería de Proceso



Ubicación en el esquema de refinación

Flexigas a calderas de BQ-29, hornos de planta 5, DCAY y FKAY

Destiladoras de vacío

Fondos

Sistema de gas de refinería Propanos Butanos

Nafta liviana Flexicoker Nafta pesada Gasóleo liviano

Gasóleo pesado

Coque de bajo vanadio

Coque de alto vanadio


Alquilación Alquilación o mezclas de gasolina Mezcla de gasolina

Mezcla de gasolina

Hidrotratadora HDAY-3/4

Reformador de Naftas

Hidrotratadora HDAY-2

Diesel

Hidrotratadora HDAY-3/4

Ensacadora (DFAY)

Desintegración catalítica Almacenamiento y venta

Almacenamiento y venta



Esquema funcional LKG O

DIESEL

H D AY -2 CPAA/DILUENTE

H KG O

DCAY

H D AY- 3/4 CPAA

LECH AD A

C PAA

CRAY S ISTEM A DE GAS D E REFINERIA (RFG)

NAFTA LIVIANA

MEROX FKAY

NAFTA PESADA

F PVAY 1/2/3/4/5

GAS

C3

A

HDAY2/3/4

NFAY-3 MEROX O LEFINA S

MEROX ALA Y

K

TKS-73/51/86 POOL DE NAFTAS TK

REFORMADOR ALQ UILAC IO N

V APO RIZ AD O R ES DE LA UNIDAD

C4

MEROX FKAY

H BAY

R FG O LEFINA S

ALAY

TK 207

Y

M O GA S

V APO RIZ AD O R ES D E PLANTA ELECTRICA COQUE DE LECHO

R FG

MERCADEO

DFAY

C O Q UE LAJAD O

A LM ACENAJE FX G DEPURADO

FLEXIGAS

LFAY H 2S


HORNOS/ CALDERAS

SU AY- 1/2/3



Diagrama de bloques

Gas de Refinería Gasóleo Liviano Gasóleo Pesado

Fraccionamiento

Compresión y Recuperación de Productos Livianos

Tratamiento Merox Depuración Fondos de Vacío

Alimentación y Lechada

Reacción

Manejo de Coque Gerencia de Ingeniería de Proceso

Propano Nafta Pesada Butano Nafta Liviana

Lechada Acondicionamiento Flexigas

Flexigas

Torta de Coque Lajado Coque de Lecho en Super sacos sacos Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010


Diagrama de flujo simplificado del proceso




Diagrama de flujo simplificado del proceso, cont.

• Alimentación es introducida atomizada con vapor al reactor en donde es calentada y craqueda. • Los vapores y cierta carga no craqueda pasan al depurador. • El calor necesario es suministrado por el coque proveniente del calentador. • En el depurador, los gases son enfriados y el reciclo (lechada) condensado. • El producto de cabecera del depurador es enviado a la fraccionadora. • El coque frío es enviado al calentador y de allí al gasificador.




Calidades de la alimentación y los productos FLEXIGAS 420-520 MMSCFD Máx. 200 ppmp H2S

GAS COMBUSTIBLE 30 - 35 MMSCFD Máx. 100 ppmp de H2S

PRODUCTO C3

1700-1900 B/D C4 en C3 máx. 1 % mol C2 en C3 máx. 0.2 % mol

* Fondo de Vacío: 64 KBD CCR: 21-23 %p/p Penetración: 30-40 mm/10s * VGO: 3-5 KBD

PRODUCTO C4

2500 - 2900 B/D C5 en C4 máx. 5% mol Máx. 20 ppmp de S

Proceso

NAFTA LIVIANA (LKN) 3500 -5000 B/D Máx. 10 ppmp de HRS RVP máx. 12 psig

NAFTA PESADA (HKN)

7000- 8000 B/D 5% destilación ASTM D86 : 200 - 210°F

GASOLEO LIVIANO (LKGO)

7000 - 8500 B/D 95 % Destilación ASTM D86 : 550-560°F

GASOLEO PESADO (HKGO)

14000-18000 B/D 95 % Destilación ASTM D1160 : 940-950°F

LECHADA 9000- 11000 BD BSW < 2 % vol

COQUE

300-500 T/D


COQUE LAJADO

70-90 T/D



Ubicación unidad de las unidades del complejo de Flexicoquización de Amuay Puerta 1

Búnker de conversión Panel de control FKAY

FKAY

LFAY

DFAY




Detalle de la unidad

Gas de Refinería Gasóleo Liviano Gasóleo Pesado

Fraccionamiento

Compresión y Recuperación de Productos Livianos

Tratamiento Merox Depuración Fondos de Vacío

Alimentación y Lechada

Reacción

Manejo de Coque Gerencia de Ingeniería de Proceso

Propano Nafta Pesada Butano Nafta Liviana

Lechada Acondicionamiento Flexigas

Flexigas

Torta de Coque Lajado Coque de Lecho en Super sacos sacos Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010


Sección Alimentación y Lechada OBJETIVOS ∨ Acondicionamiento del Fondo de vacío a condiciones de P, T apropiadas ∨Distribución y atomización ∨Evitar crecimiento acelerado de pared de coque y aglutinamiento en el Reactor. Constituida por: ∨ Tambor de Alimentación (D-2101) de Precalentamiento ∨Tren (brea/lechada (E-2101A-H) ∨ 2 Generadores de Vapor de 600 # (E-2102’s) ∨Hidrociclones Sistema de remoción de sólidos en la lechada (PK-2120)

CPAA, PV's, CRAY


Depurador

P-2120 A/ B PK-2120A/B

Hidrociclones P-2103 A/B/C

STR-2101A/B

Vap. 145 psig P-2121 A /B

C Vap . 145 psig o q Aire u e (C-2101) d e R R-2101 - 1 A b r 0 Reactor 1 a s T V i ó - 1 0 n 1 V C o q u e C a l i e n t e Vapor 600 psig

E-2101 A-H

G-H E-F FONDO DE VAC ÍO PV AY-1 FONDO DE VAC ÍO PV AY-2

FONDO DE VAC ÍO PV AY-3

FONDO DE VAC ÍO PV AY-4

FONDO DE VAC ÍO PVAY-5

MODOS DE OPERACIÓN ∨Un solo paso con Hidrociclones ∨Reciclo Total ∨Integración con plantas de vacío ∨Combinado-coker

T-2101

E-2102A/B

F101 R

C-D

F102 R F103 RC X F104 RC X

F105 RC X

A-B

D-2101

Tambor de Alimentación

3 V L - 1 0 rí o u e F C o q

F119 R

400-420 ºF

Retiro de Coke M P-2101A/B

P-2102 A/ B



Sección Reacción y Depuración Constituye la parte primordial del proceso de Flexicoquización Fraccionador T-2201

Flexigas (Sist. Cabecera Hx)

700 ºF Aceite de Lavado Lechada Lechada

Depurador T-2101 720ºF 17 psi

Vapor 600 # 8 Aros 84 Boquillas 45-60 Boq. E/S

Reactor R-2101

Coque de abrasión

964-967 ºF Alimentación Fresca + Lechada Vapor 600 #

Flexigas 39 psi

Calentador R-2102 1150-1200 °F

Retorno Gasificador 1550-1800 ºF Gasificador R-2103 1259 Grid Caps

La alimentación es bombeada al Rx bajo control de P hasta un sist. de aros donde se atomiza la brea con vapor de 600# a través de las Boquillas de alimentación

Retiro de Coque

34 psi

Coque Coque caliente frío


Alimentación del Gasificador

Vapor 145 # Aire



Sección Reacción y Depuración, cont. Salida de Vapores El lecho del Rx se mantiene fluidizado con vapor de despojamiento y los H/C craqueados. Los no craqueados depositados sobre las partículas de coque son despojados utilizando vapor de agua en la zona de despojamiento

Diámetro: 28’ Altura: 169’ 2”

720 ºF 4 ciclones

Fase Diluída

Fase Densa

El coque de abrasión es introducido en la fase diluida para evitar condensación de gases

964 – 967 ºF

Coque abrasivo del calentador Coque caliente del calentador Suministra el calor necesario para las reacciones de craqueo y calor sensible para elevar la T de alimentación

Despojador

Retiro de Coque Gerencia de Ingeniería de Proceso

Reactor (R-2101) Equipo donde se produce la reacción de coquificación de la brea para convertirse en nafta, gases, gasóleos y coque.

Coque Frío al Calentador

El craqueo térmico ocurre en la superficie del coque fluido caliente a 967ºF. Los H/C y cierta cantidad de alimentación no craqueda pasa a través de los ciclones del Rx para extraer las partículas de coque arrastradas con los gases hacia el Depurador. Reacciones de Craqueo Térmico ∨ Reacción en cadena de radicales libres. ∨ Las energías relativas determinan los enlaces a romper. ∨ Sensibilidad al craqueo (distribución del craqueo térmico) Hidrocarburo Parafina Olefina recta Nafteno ( cicloparafina) Ciclo-olefina Aromático

Más sensible

Menos sensible



Sección Reacción y Depuración, cont.

Gases Hidrocarburos al Fraccionador 700 ºF

Depurador (T-2101) Es una etapa para evitar que los sólidos puedan ser arrastrados con los gases hacia el Fraccionador. ′Remoción de Calor

Precalentamiento de la alimentación Generación de Vapor Aceite de Lavado Introducción de alimentación fresca Malla Gliltsch Vaporización de aceite de lavado Lechada Deflectores ′Fraccionamiento Lechada Espacio Vacío Deflectores principalmente Malla Gliltsch poco 720 ºF Lechada Piscina ′Remoción de sólidos Malla Gliltsch final Deflectores Piscina: Lugar donde se almacena y subenfría la Deflectores: constituido por 5 láminas en lechada a T < 720ºF, para evitar craqueo ángulo para unas final remoción de sólidos, térmico formación de coque. eliminación de arrastre de líquido y algo de fraccionamiento. Espacio Vacío: sección entre las piscina y Malla Glitsch: sección de lavado provista en el deflectores donde la velocidad del gas aumenta tope para final remoción de sólidos , eliminación contribuyendo a la remoción de calor. de arrastre líquido y algo de fraccionamiento. Gerencia de Ingeniería de Proceso



Sección Reacción y Depuración, cont. Flexigas

Flexigas

Calentador (R-2102) Equipo donde el coque del reactor intercambia calor con el coque y el Flexigas del gasificador. El retiro de coque controla el contenido de metales en el coque circulante Diámetro: 51.5’ Altura: 85’

20 Ciclones Primarios y 20 Ciclones Secundarios (fase diluida) 1150-1200 ºF

Coque del Gx Coque al Gx Coque Frío del Rx

Coque al elutriador

Gas de tope Coque caliente al Rx del Gx


Coque de abrasión Rx

• El Hx sirve para mantener el inventario de coque. • No se permiten T>1200ºF, debido a que el FXGAS contiene H2S y ayuda promover corrosión en líneas del sistema de Cabecera E-2103/E-2104, D-2107. • El FXGAS es depurado del coque utilizando los ciclones. •El aire del calentador se utiliza para mantener la T en 1145ºF a 1150ºF. •El vapor en el Hx actúa como complemento del flujo total requerido para mantener el distribuidor de aire libre de ensuciamiento. •Las reacciones en el Hx son de combustión del gas y no del coque, el aire se consume completamente con FXGAS debido a que las reacciones de fase gaseosa son más rápidas que las de gas-sólidos Procesos de Refinación de Petróleo, Junio 2010


Sección Reacción y Depuración, cont. Flexigas

Flexigas

Calentador (R-2102)

Reacciones en el Hx 1. Pirólisis del coque CH4 + H2S 2. Combustión de Monóxido de Carbono: 2CO + O2 2CO2 3. Hidrólisis del Sulfuro de Carbonilo y Conversión del Sulfuro de Hidrógeno: COS + H2O H2S +CO2 4. Combustión del Hidrógeno 2H2 + O2 2H2O 5. Reacción de Cambio Agua - Gas CO + H2O CO2 + H2

20 Ciclones Primarios y 20 Ciclones Secundarios 1150-1200 ºF

Coque del Gx Coque al Gx Coque Frío del Rx

Coque al elutriador

Gas de tope Coque caliente al Rx del Gx


Coque de abrasión Rx



Sección Reacción y Depuración, cont. Wagon Wheel (Distribuidor del Calentador) El FLEXIGAS proveniente del Gasificador es distribuido en el Calentador a través del WW, el cual posee 6 brazos de distribución (spokes)

R-101

L-103

R-102


T-101



Sección Reacción y Depuración, cont. Flexigas al Calentador

Gasificador (R-2103) Equipo donde se produce la reacción de gasificación del coque para mantener el balance calórico de la unidad. Suple el calor requerido en el proceso quemando aprox. 90 % del coque producido. Produce Flexigas controlando el inventario. Diámetro: 70’ Altura: 70’

1550-1800 ºF

1259 GRID CAPS

Retorno de coque al Calentador Retiro de coque en paradas

Entrada de Aire


Coque del Calentador

• El flujo de metales en el coque circulante afecta la gasificación del coque debido a que actúan como catalizadores. Los metales contenido en el coque circulante son: Vanadio, níquel y sodio. • El alto flujo de vapor incrementa levemente el consumo de coque, ya que incrementa las reacciones endotérmicas para bajar la T. El vapor se utiliza para controlar la Temperatura. • El alto flujo de aire aumenta la Gasificación del coque (consume inventario) e incrementa la temperatura del lecho fluidizado.

El aire (C-2101) enviado a la cámara del Gx es distribuido al lecho a través de unos grid caps localizados en la parrilla




Grid cap

Burbujas formadas

Brazo de grid cap (típico de 4) Zona de flujo tipo “jet”

m c 1 3

m c 6 1

Formación de burbujas Refractario de grid cap Zona de baja velocidad Refractario de la parrilla Parrilla




Sección Reacción y Depuración, cont. ANCLAJES PARA EL VACIADO DE REFRACTARIO

LECHO DE COKE FLUIDIZADO

REFRACTARIO

ESQUELETO METALICO GRID CAP

COLCHON DE AIRE

REFRACTARIO PARRILLA

TUERCA DE SUJECION ULTIMO DISEÑO ENTRADA DE AIRE DESDE LA CAMARA




Sección Reacción y Depuración, cont. Reacciones en el Gx

Flexigas al Calentador

1. Reacción de Combustión (Altamente exotérmica) C + 1/2 O2 CO C + O2 CO2 CO + 1/2 O2 CO2 FASE DILUIDA

2. Reacciones de Gasificación (endotérmica)

No hay Reacciones de Gasificación 3 FASES Fase Burbuja (GAS)

C + H2O CO2 + C

Fase nube de la burbuja (Transición)

CO + H2O

Fase en emulsión (Lecho Fluidizado de Fluidizado de sólidos)

COS + H2O CO2

REDUCCION CO + H2 2 CO CO2 + H2 H2S +

OXIDACION C + O2 CO2

• Reacción de Boudouard CO2 + C 2CO Gasificación con • Gasificación de Vapor vapor C + H2O CO + H2 BOUDOUARD Cambio gas-agua Hidrólisis

Estas reacciones son sensibles a la Temperatura del Gx. A mayor temperatura mayor velocidad de reacción.

3. Reacción de Cambio (exotérmica) CO + H2O CO2 + H2

Agua-Gas

Combustión

4. Conversión del Sulfuro de Hidrógeno e Hidrólisis del Sulfuro de Carbonilo COS + H2O H2S CO2 5. Pirólisis del Coque en la fase diluida formado metano (CH4)





Producto principal - Gas de bajo poder calorífico - flexigas. Composición típica CO

22 % mol

CO2

6

H2

15

N2

46

H 2O

9

CH2

1.0

H 2S

0.5

Poder calorífico = 120 Btu/ft

3

3

VS 1100 Btu/ft Gas natural

Productos secundarios - Finos de coque rico en metales (aprox. 6% de vanadio) Gerencia de Ingeniería de Proceso




Retiro de coque del calentador a los silos: Elutriador Coque del reactor Coque del abrasión

Gasificador

Calentador

Coque caliente Flexigas coque del gasificador

Al calentador

D-2104

Elutriador

Vapor

Retiro de coque en la parada

Agua Coque a silos


P 134

Coque a silos




Líneas de transferencias Coque Tubo descendente

Coque

Vapor

-

Tubo, baja fluidización / alta densidad.

-

Tubo, alta fluidización / baja densidad.

-

Diferencia de presiones.

Tubo ascendente

-

Diferencia de niveles.

Vapor

-

Medio motriz: Vapor 145 psig sobrecalentado a 960 °F.

Vapor

Ángulo ascendente Vapor Vapor

Válvula corrediza

Curva J Vapor





Líneas de transferencias Fraccionador T-2201

Aceite de Lavado Lechada Lechada

Flexigas (Sist. Cabecera Hx) Depurador T-2101 Flexigas

Vapor 600 # Reactor R-2101

Coque de abrasión

Calentador R-2102

Retorno Gasificador

Alimentación Fresca + Lechada Vapor 600 #

Retiro de Coque

Gasificador R-2103

Coque Coque caliente frío


Alimentación del Gasificador

Vapor 145 # Aire




Integración sección de reacción • Reactor: -

Temperatura de operación 960 - 980 °F.

-

En él ocurren las reacciones de craqueo térmico de los fondos de vacío.

-

El coque se forma en la superficie de las partículas de coque de lecho.





Integración sección de reacción, cont. • Calentador: -

Temperatura de operación: 1150 - 1200 °F.

-

Función principal: intercambiar calor entre el reactor y el gasificador. Actúa como “colchón” para los cambios de inventario de “coque”.

-

Retiro controla contenido de metales en el coque circulante.





Integración sección de reacción, cont. • Gasificador: - Temperatura de operación: 1700 - 1750 °F. - Suple el calor requerido en el proceso quemando aproximadamente el 90% del coque producido. - Produce el flexigas controlando inventario.




Factores que afectan los rendimientos de productos 1) Calidad de alimentación: ∨ Carbón conradson aumenta: Coque aumenta notablemente Gases aumenta levemente Líquidos disminuyen ∨ Penetración aumenta: Aumenta producción de gasóleo pesado (HKGO) 2) Severidad del Reactor: ∨Efecto combinado temperatura/tiempo de residencia ∨Expresado en segundos equivalentes a 950 °F ∨Severidad total: severidad del lecho denso+ severidad fase diluida ∨ Aumento de severidad incrementa rendimientos de gasóleo/liquido total. 3) Punto de Corte del Reciclo (PCR): ∨Material de reciclo alto contenido de S/N 2 /metales y concarbon. ∨ Aumento PCR disminuye rendimiento de gases, nafta y coque e incremento de gasóleo/líquido total.




Sección de manejo de coque sólido y en suspensión

1.

La cantidad de coque no gasificado es retirado por control de nivel hacia el ELUTRIADOR (D-2102), donde es enfriado por contacto directo, para luego enviarse neumáticamente hacia los silos de coque, ubicados dentro de la unidad FKAY.

2.

El DFAY (disposición del coque del FKAY) donde se transporta desde los silos del FKAY a los silos del DFAY, para luego ser ensacado en super sacos de aproximadamente 1.8 ton de capacidad. Aproximadamente 200 – 300 T/D

3.

El coque no gasificado es arrastrado por el FLEXIGAS hacia el sistema de Cabecera del Hx, donde se recupera a través de 2 etapas de remoción de sólidos: D-2107: grupo de ciclones en los cuales se separa el gas de los finos de coque (20- 40 Ton/d que no pueden ser retenidos por los ciclones del HX (diámetro de partícula entre 10 – 40 micrones). D-2108: separador venturi donde se remueven los sólidos utilizando el principio de impacto de sólido- liquido.

4. Coque en suspensión constituido por: Tanque espesador, Filtros prensa, tanque de almacenamiento. Coque producto de las compresión del lodo en los filtros prensa (coque lajado), transportado húmedo (45%) en camiones para su sitio de almacenamiento.




Sección manejo de coque sólido y en suspensión, cont.

Tipos de coque C oque de lecho

300 - 500 T/D

C oque lajado

70 - 90 T/D

• Coque de lecho o de bajo vanadio: (375 T/D, base seca). • El coque de lecho se almacena dentro de la unidad en dos silos (D-2251 A/B) para luego ser enviados a la unidad DFAY en donde es transferido a unos supersacos de 1,8T que luego son almacenados en un patio techado antes de ser comercializado. • Coque lajado o de alto vanadio: (70 - 90 T/D, base húmeda). • El coque en suspensión es bombeado hasta unos filtros prensa para producir el coque lajado, el cual es almacenado en un patio al aire libre antes de ser comercializado.





Propiedades químicas del coque Coque de Finos de lecho coque

Coque Lajado

C (%)

91.7

84.7

63.4

H (%)

0.4

0.5

1.3

S (%)

2.6

2.5

2.9

Ni (%)

0.36

0.75

0.46

V (%)

1.58

3.94

16.22

600 °C

3.3

14.4

30.8

800 °C

3.0

14.6

30.6

CENIZAS (%)





Propiedades físicas del coque Coque de lecho

Finos de coque Coque lajado

Humedad (%)

NA (1)

Material volátil (%)

2.6

0.7

12.0

Densidad (gr/cm3)

1.89

2.09

2.14

78

15

11

7305

6977

5265

Diámetro promedio de partículas (µ m). Poder Calorífico (Cal/gr)

• Humedad del coque lajado luego de los filtros prensa = 45%.




Sección manejo manejo de coque sólido sólido Coque del calentador elutriador

ATM D-2102

D-2107 D-2252 Silo de fino

D-2251 A

D-2251 B

Coque fino

Aire

Coque lecho

Aire

Coque lecho Aire

Patio de almacenaje

DFAY

TK-4710 E-2106


X-4700 A/B

Coque filtrado



Sección manejo manejo de coque sólido, sólido, cont.

Silo de Coque Fino

Silos de Coque de Lecho

Espesador Gerencia de Ingeniería de Proceso



Sección manejo manejo de coque sólido, sólido, cont.

DFAY




Sección manejo de coque en suspensión

Segregación de finos Aire a ATM Aire a filtro

Agua

D-2107

paquete

TK-4700 X-4700

Aire

Coque fino

T-2251 ó T-2252

Agua Jet

E-2106

TK-4710 Espesador

Lodo Agua clara


Coque filtrado



Sección manejo de coque en suspensión, cont.




Sección de acondicionamiento de Flexigas LFAY FLEXIGAS a consumidores

D-2108 Separador Venturi

Agua+Coque al espesador TK-4710

12 Ciclones

Purga Agua Agrias 3/4

24

T-2151 Torre de Contacto

D-2107 Ciclón Terciario

Gas ácido a SUAY

T-2161 Torre Absorbedora

Aguas Agrias SW-3

Flexsorb Pobre

20

Flexsorb Rico

T-2162 Torre Regeneradora de Flexsorb

1 Agua Cruda

Aire

Aguas Agrias

Finos de coque E-2104 A

E-2104 B

E-2103 A

E-2103 B

R-2102 Calentador

Flexsorb Pobre

OBJETIVOS ′Remoción de Calor * Precalentamiento del agua de alimentación y generación de vapor (E-2103/E-2104) * Enfriamiento final tope depurador venturi (D-2108, DY-2101’s) * Enfriamiento final torre contacto directo (T-2151) ∨Remoción de Sólidos

* Etapa inicial de remoción en ciclón terciario (D-2107) con 12 ciclones. * Remoción por impacto sólido/gas para capturar finos. Gerencia de Ingeniería de Proceso



Sección de acondicionamiento de Flexigas, cont. OBJETIVO DE LA UNIDAD LFAY Remover el H2S del Flexigas




Sección de Fraccionamiento E-2201

18

REFLUJO

17

RETIRO AGUA 16

T-2201 Fraccionadora

15 14

ACEITE RICO

13

LKGO Stripout

12 11

LKGO

10 9 8 7 6

HKGO PA HKGO Stripout

5

HKGO HKGO

ACEITE DE LAVADO

Fraccionador (T-2201) Separar los productos de la conversión térmica en los cortes deseados para su posterior tratamiento. Operación comparable a una Torre Atmosférica. Corrientes Recuperadas • Gases de Cabecera Enviados a Livianos: • Nafta de cabecera parcialmente recuperada en el sist. Tope Fx para utilizarla como: Reflujo torre Enviada a despojadora • Gasóleo Liviano (LKGO) Enviados a: Desulfuración y estabilización • Gasóleo Pesado (HKGO) Desulfurización Controlando fracción pesada (proteger catalizador) • Aceite de Lavado se utiliza como Reciclo fondo del Fraccionador a la malla del Depurador

HKGO Aceite de Lavado




Sección de Fraccionamiento Compresor de Gas

S

C-2301 E- 2201

18 17

D-2201

REFLUJO RETIRO AGUA

16 15 14

T-2201 Fraccionadora

13 12 11 10 9 8 7 6 5

T-2301 Despojador de Destilado

ACEITE RICO

D- 2301

Agua Agria

D-2302

Agua Agria

LKGO Stripout LKGO T-2202 Despojadora de LKGO

HKGO PA HKGO Stripout

HKGO

T-2202

Vapor 14 5 psig

HKGO LKGO

Gases del Depurador

T-2203 ACEITE DE LAVADO

Gasóleo Liviano

Vapor 145 psig

T-2203 Despojadora de HKGO

HKGO

Gasóleo Pesado

HKGO Aceite de Lavado




OBJETIVO

Sección de Compresión y recuperación de productos livianos

Maximizar la recuperación de C 3 y C4. C2 y los materiales livianos se envían al SGR. Los materiales más pesados que el C 4 se separan en dos corrientes: nafta liviana, nafta pesada.

CONFORMADO POR: • 1 Compresor Centrífugo de dos etapas (C-2301) • Siete columnas de Destilación que procesan productos de cabecera del Fx Despojadora de Naftas (T-2301) PRODUCTOS RECUPERADOS Deetanizadora (T-2304) Debutanizadora (T-2306) • Gas de Refinería • Propano Separadora de naftas (T-2308) • Butano • Nafta Liviana Absorbedora de H2S con MEA (T-2303) • Nafta Pesada Absorbedora C3+ con gasóleo liviano (T-2305) Separadora de C3 /C4 (T-2307) Gerencia de Ingeniería de Proceso



Sección de Compresión y recuperación de productos livianos

SISTEMA DE GAS DE REFINERÍA

MEA Pobre

10

T-2302 Relación Agua/Vapor

D-2302

Agua Agria

F211 (D2201) F306 (D-2301 ) F307 (D-2302

Gas a D -2302

T-2303

17

Aceite Pobre de Fraccionadora

Depurador Gas/MEA MEA Rica

T-2301 Despojador de destilado

Butano a Merox

T-2306 Debutanizadora

Nafta Liviana a Merox

T-2308

Absorbedor Deetanizador

Separador de Nafta

Nafta Pesada a HD 3/4


T-2307 Separador Propano / Butano

Absorbedor de Gas

Aceite Rico a Fraccionadora

T-2304

6

T-2305

Propano

Nafta Pesada a TK



Sección de Tratamiento MEROX • PROCESO MEROX ∨ Oxidación de mercaptanos a bisulfuros ∨ Catalizador órgano-metálico acelera la oxidación. ∨ Medio alcalino (cáustico) y aire ∨ Temperatura/presión cercana al ambiente • MEROX FLEXICOQUIZACIÓN ∨ Butano: Merox Extractiva ∨ Nafta liviana (LKN), es tratada en 2 etapas: 1. Merox Extractiva: los mercaptanos son extraídos de la corriente liviana por medio de una solución de soda cáustica. 2. Merox de endulzamiento: no se varía el contenido de azufre sino se mejora el olor y la estabilidad del color mediante la transformación de mercaptanos a bisulfuros en un reactor de lecho fijo. ∨ Regeneración de Cáustico: sección común para regenerar el cáustico proveniente de las torres extractivas de LKN y C4. La solución es regenerada al ponerse en contacto con aire en presencia de un catalizador MEROX. El mercaptano se oxida a bisulfuro el cual es insoluble en esta solución pudiendo ser separado por decantación. Gerencia de Ingeniería de Proceso



Sección de Tratamiento MEROX

PROCESO MEROX PARA EXTRACCION DE MERCAPTANOS

REMOCION - EXTRACCION RSH + NaOH NaSR + H2O (Extración) H2S + 2NaOH Na2S + H2O 4 NaSR + O2 + 2 H2O 2 RSSR + 4 NaOH (Regeneración) H2S + Na2S

2 NaHS

• CIRCULACION DE CAUSTICO • GASES, C3’s, C4’s, LPG y NAFTA LIVIANA • MERCAPTANOS BAJO PESO MOLECULAR • INYECCION CONTINUA DE CATALIZADOR (MEROX WS)





PROCESO MEROX DE ENDULZAMIENTO EN LECHO FIJO

• CONVERSION - ENDULZAMIENTO 4 RSH + O2 2 RSSR + 2 H2O • SIN CIRCULACION DE CAUSTICO (LECHO FIJO) • NAFTA LIVIANA, NAFTA PESADA, KEROSENE Y DIESEL • REALCALINIZACION DEL LECHO • REIMPREGNACION DEL LECHO (MEROX FB)





PROCESO MEROX PARA LA EXTRACCION DE MERCAPTANO



FLEXICOQUIFICACION_ PDVSA

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