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PDVSA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PDVSA N°
TITULO
MDP–04–CF–02
0
NOV.96
REV.
FECHA
APROB.
E1994
PRINCIPIOS BASICOS
APROBADA
35
DESCRIPCION
FECHA NOV.96
Y.M.
PAG. REV.
APROB.
F.R.
APROB. APROB.
FECHA NOV.96
ESPECIALISTAS
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Indice
1 OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4.1
4.2
Conceptos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Alimentaciones y productos típicos de torres de destilación
de la industria petrolera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Parámetros termodinámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Caracterización de corrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equipos principales de una torre de fraccionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . .
Definiciones de diseño aplicadas a platos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
6
7
10
11
5 TIPOS DE OPERACIONES DE DESTILACION Y APLICACIONES
14
4.3
4.4
4.5
4.6
5.1
5.2
5.3
5.4
por lotes “batch” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
extractiva y azeotrópica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
14
15
16
6 CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
6.1
6.2
Destilación
Destilación
Destilación
Destilación
2
Cargas máximas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cargas mínimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
17
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OBJETIVO
El objetivo de este capítulo consiste en proporcionar los fundamentos teóricos que
permitan una máxima comprensión de la terminología relacionada con el área de
fraccionamiento.
2
ALCANCE
Se presentan las definiciones generales, los tipos de operaciones de destilación
y las consideraciones básicas para el diseño de las torres de fraccionamiento.
3
REFERENCIAS
S Manual del Ingeniero Químico, John H. Perry. Mc. Graw Hill, Book Company,
N.Y. (1967)
S Destillation. Principles and Design Procedures, R.J. Hengstebeck. Robert E.
Krieger Publishing Company, Huntington, N.Y. 1976
S Petroleum Refinery Distillation, 2th edition, R.N. Watkins. Gulf Publishing
Company, Houston London 1980.
S Destillation Design, Henry Z. Kister. Mc. Graw Hill, N.Y. 1992
S Refino de Petróleo, J. H. Gary. Editorial REVERTE S.A. 1980
S Manual de Diseño de Procesos, Prácticas de Diseño. 1986
S Manual de determinación de potencialidad de crudos en columnas de
destilación. Metodología para determinación de rendimientos y calidad de
productos a partir de ensayos de crudos. INT–PPDP–0002488.
S Informe INTEVEP.
S Destillation course. Shell.
S Curso de refinación INTEVEP. Roberto Galieasso.1990.
S TREYBAI R.E. Operaciones de Transferencia de masa.
4
DEFINICIONES
4.1
Conceptos generales
Condensación parcial.
Enfriamiento de una mezcla hasta una temperatura específica para condensar
una fracción de la misma.
Destilación
Proceso utilizado para separar los constituyentes de una mezcla líquida, basado
en la diferencia entre sus colatilidades opresión de vapor.
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Destilación azeotrópica
Destilación en la cual la existencia de un azeótropo facilita la separación de un
componente de una mezcla. Si el azeótropo en cuestión no se encuentra presente
en el sistema, este puede formarse introduciendo a la mezcla a separar un
elemento que permita su furmación. La separación se facilitara en función de la
variación entre el punto de ebullición de el azeótropo y los componentes de la
mezcla.
Destilación extractiva
Proceso en el cual la adición de un solvente de alto punto de ebullición a una
mezcla permite alterar las volatilidades relativas de sus componentes, lograndose
disminuir el número de platos y relación de reflejo requeridas para separar la
mezcla original.
Destilación instantánea por una expansión (single flash).
Separación de una mezcla en una corriente de vapor y otra de líquido por la
vaporización de la misma en un tambor de separación, en el cual se permite que
la mezcla alcance el equilibrio.
Destilación instantánea por expansiones sucesivas (successive flash).
Consiste en dos o más vaporizaciones continuas en equilibrio, en las que los
vapores formados se separan del líquido residual después de cada vaporización
en equilibrio.
Destilación intermitente por vapor
La destilación intermitente por vapor de agua permite la vaporización de los
componentes mas volatiles de una mezcla a una temperatura relativamente mas
baja, por la introducción de vapor de agua directamente en la misma.
Destilación seca o destructiva
Es la destilación que comprende aquellas operaciones en las que el material
tratado sufre primero una descomposición térmica y los productos volátiles
formados se extraen luego en forma de vapores para recuperarlos.
Destilación simple intermitente
Proceso de destilación en el que se vaporiza una mezcla mediante aplicación
apropiada de calor. Los vapores se eliminan de manera continua, a medida que
se forman y no se refluja ninguna fracción de condensado hacia la torre.
Fraccionamiento
Sinónimo de rectificación y se aplica comúnmente a las operaciones de
rectificación de la industria petrolera.
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Rectificación
Es una destilación realizada de tal manera que el vapor obtenido en la torre se
pone en contacto con una fracción condensada del vapor previamente producido
en el mismo aparato. De este contacto resulta una transferencia de material y un
intercambio de calor, consiguiéndose así un mayor enriquecimiento del vapor en
los elementos más volátiles del que podría alcanzarse con una simple operación
de destilación que utilizara la misma cantidad de calor. Los vapores condensados
que se retornan para conseguir este objetivo se denominan reflujo.
Reflujo.
Vapores condensados que se retornan a la torre de fraccionamiento para
enriquecer el producto de tope con los elementos más volátiles.
Vaporización continua en equilibrio
Proceso de destilación en el que se vaporiza parcialmente el material de
alimentación en condiciones tales que hay equilibrio entre todo el vapor formado
y todo el líquido restante. Las condiciones de continuidad de funcionamiento
presuponen una alimentación de composición constante, a partir de la cual se
forman y extraen continuamente vapor y líquido de composiciones constantes y
en cantidades uniformes.
Azeótropo
Mezcla de dos o más compuestos líquidos cuyo punto de ebullición no cambia
durante el proceso de vaporización. La palabra azeótropo es sinónima de mezcla
de punto de ebullición constante. Los azeótropos se clasifican en dos grupos: los
que existen en una fase líquida (azeótropos homogéneos) y los que hay en dos
o más fases líquidas en equilibrio (azeótropos heterogéneos).
Presión de vapor
Presión a la cual la fase gaseosa de una sustancia coexiste en equilibrio con su
fase líquida o sólida; es característica de la sustancia y aumenta con la
temperatura. (Valores elevados de presión de vapor corresponden a sustancias
volátiles).
Temperatura de ebullición
La temperatura de ebullición de un líquido es aquella a la cual se forma la primera
burbuja de vapor a una presión dada.
Temperatura de rocío
Temperatura de rocío de un vapor es la temperatura a la cual se forma la primera
gota de líquido a una presión dada.
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Componentes claves
Son los componentes de una mezcla que determina su grado de separación por
destilación. El más volátil de estos componentes es el componente clave liviano,
y el menos liviano es el componente clave pesado.
4.2
Alimentaciones y productos típicos de torres de destilación de la
industria petrolera.
Corte
Fracción de un crudo que hierve dentro de unos límites de temperatura
específicos. Normalmente los límites se toman en base a los puntos de ebullición
verdaderos del ensayo del crudo.
Crudo reconstruido
Crudo mezclado con una fracción específica de otro para lograr alcanzar alguna
propiedad determinada.
Crudo reducido
Crudo cuya densidad API se ha reducido por la destilación de los componentes
más volátil.
Crudo sintético
Producto del craqueo catalítico de amplio rango de ebullición.
Destilados medios
Material que hierve dentro de un intervalo general de 330° a 750° F. Este rango
incluye normalmente kerosén, combustible diesel, aceite de calefacción y
combustibles ligeros. Los puntos reales de corte inicial y final se determina
mediante las especificaciones de los productos deseados.
Gasoil
Corte de la torre atmosférica que hierve en el rango de 300 a 700° F. El corte exacto
se determina por las especificaciones de los productos.
Kerosén
Producto destilado medio compuesto de material de 300 a 550° F. El corte exacto
viene determinado por las diversas especificaciones del kerosén acabado.
Nafta
Corte de la torre atmosférica en el intervalo C5 – 420° F. Las naftas se subdividen
de acuerdo con los cortes reales de la torre en naftas vírgenes ligeras (C5 – 160°
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F), intermedias (160° – 280° F), pesadas (280° – 330° F) y extra pesadas ( 330°
– 420°F).
Las naftas, principales componentes de las gasolinas, necesitan generalmente
procesarse para obtener gasolinas de óptima calidad.
Residuo atmosférico o residuo largo
Producto líquido del fondo de la torre atmosférica en el intervalo 343° C+.
Residuo de vacío o residuo corto
Producto líquido del fondo de la torre de vacío en el intervalo 566° C+.
4.3
Parámetros termodinámicos
Sistemas ideales y no–ideales
Un sistema ideal obedece la ley del gas ideal (ley de Dalton):
p i + y iP
y el líquido obedece la ley de Raoult:
p i + x iPv i
donde:
pi presión parcial del componente i
Pvi presión de vapor del componente i
P presión del sistema
f vi + f Li ǒPyiǓ
f Li + f Li gi Y i ǒP vi x iǓ
donde:
fvi: fugacidad del componente i en la fase vapor
fLi: fugacidad del componente i en la fase líquida
fVi coeficiente de fugacidad del líquido
fLi coeficiente de fugacidad del vapor
Yi coeficiente de actividad del líquido
gi factor de corrección de Poynting
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En los sistemas no ideales la fugacidad en el vapor y en el líquido juega el mismo
papel que la presión de vapor en el líquido y la presión parcial en el vapor. En el
equilibrio la fugacidad del vapor es igual a la fugacidad del líquido.
Constante de equilibrio K
La constante de equilibrio K es la tendencia de un componente a vaporizarse y es
función de la temperatura, presión y composición. Si K es alto el componente
tiende a concentrarse en la fase vapor, si es bajo tiende a concentrarse en el
líquido.
v
Ki + fLi
f i
donde:
Ki: constante de equilibrio del componente i
fvi: fugacidad del componente i en la fase vapor
fLi: fugacidad del componente i en la fase líquida
Volatilidad relativa
Es una medida de la posibilidad de separación entre dos componentes. Se usa
para comparar la presión de vapor de una sustancia con la otra, y se dice que la
sustancia que tiene la presión de vapor más alta, a una temperatura dada, es la
más volátil.
a ij +
Ki
Kj
donde:
aij volatilidad relativa del componente i con respecto al componente j
Ki : constante de equilibrio del componente i
Kj : constante de equilibrio del componente j
4.4
Caracterización de corrientes
En el anexo A se muestran los ensayos típicos que se le realizan a un crudo y a
los cortes del mismo, así como los métodos que se emplean para determinar sus
propiedades utilizando procedimientos normalizados PDVSA, COVENIN, ASTM,
UOP e INTEVEP.
Deshidratación de una muestra de crudo
Método que se utiliza para deshidratar muestras de crudos o productos que
contengan agua por encima de 0.1% antes de que ésta sea destilada y a su vez
eliminar el contenido de agua por destilación. La deshidratación es importante
para que la destilación posterior proceda de forma continua, sin interrupciones, ya
que los primeros cortes se podrían ver afectados.
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Destilación 15/5 (TBP, ASTM D–2892).
Destilación discontinua de laboratorio realizada en una torre de fraccionamiento
de quince platos teóricos con una relación de reflujo de cinco a uno, por lo que se
realiza un buen fraccionamiento que conduce a temperaturas de ebullición
exactas. Por esta razón, la destilación se conoce como destilación de punto de
ebullición verdadero (TBP). Este tipo de análisis requiere de mucho tiempo para
su realización.
La destilación se realiza hasta que la temperatura en el matraz es de 375° C y
menor de 250° C bajo condiciones de vacío, con la finalidad de evitar el craqueo
térmico de la mezcla.
La destilación TBP puede ser usada para crudos y para cualquier mezcla de
petróleo excepto para LPG, naftas muy livianas y fracciones con puntos de
ebullición mayores de 400°C (725°F).
En la figura 1 se muestra una curva TBP de la alimentación y los productos de una
torre atmosférica.
Destilación ASTM D–86
Es un método estándar de análisis para topes, naftas, kerosén y gasóleos. Es una
destilación batch atmosférica sin reflujo y puede ser usada hasta 250° C. El
análisis toma aproximadamente 20 minutos y los resultados se reportan en % en
volumen.
Destilación ASTM D–1160
Este método cubre la determinación, a presión reducida, de rangos de
temperatura de ebullición de productos de petróleo que puede estar parcial o
completamente vaporizados, a una temperatura mínima de líquido de 400°C
(750°F) y a presiones entre 50 mmHg y 1 mmHg.
Destilación simulada (ASTM D–2887)
Consiste en distribuir en rangos de ebullición las fracciones de petróleo utilizando
cromatografía de gas. Este método cubre la determinación de distribución de
rango de ebullición de productos del petróleo. Es aplicable a productos de petróleo
y fracciones de un punto final de 538°C (1000°F) o más bajos, a presión
atmosférica. El método no está diseñado para ser usado con muestras de gasolina
o componentes de gasolina. Está limitado para muestras que tienen un rango de
ebullición mayor a 55°C (100°F) y que tengan una presión de vapor
suficientemente baja para permitir el muestreo a temperatura ambiente. Este tipo
de destilación es una herramienta analítica bastante rápida y los datos derivados
son esencialmente equivalentes a los obtenidos por destilación TBP.
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Destilación molecular
Método aplicable a todo tipo de residuo cuya temperatura inicial sea igual o
superior a 343°C (650°F) y su viscosidad cinemática igual o inferior a 300 cSt a una
temperatura de 140°C (284°F).
Factor de caracterización
Indice de calidad de la carga, útil también para correlacionar datos basados en
propiedades físicas.
La definición numérica del carácter químico de los hidrocarburos es un medio para
correlacionar las propiedades de las mezclas.
El factor de caracterización Watson – Nelson se define como:
1.22 ǒTBǓ
K W –N +
S
1ń3
Donde.
KW–N: factor de caracterización
TB: Punto de ebullición a presión atmosférica, °K
S: densidad relativa, 15.5°C / 15.5°C
Cuando se aplica a fracciones, TB es el punto de ebullición medio.
Además de su relación con las correlaciones indicadas, el factor de
caracterización se usa mucho para definir las propiedades de las fracciones del
petróleo que caen en la estructura general desde la nafténica a la parafínica. Sus
valores numéricos varían de 10.50 a 12.50
Grado de separación (gap)
Define el grado de separación relativo entre fracciones adyacentes. El grado de
separación es la diferencia positiva entre el punto inicial ASTM del corte pesado
y el punto final ASTM del corte liviano. Se determina de la siguiente manera:
Gap + ǒt 5H–t 95LǓ
ASTM
donde:
t5H punto inicial ASTM del corte pesado
t95L punto final ASTM del corte liviano
Sobrelapamiento (overlap)
Define el grado de separación relativo entre fracciones adyacentes. El grado de
separación es la diferencia negativa entre el punto inicial ASTM del corte pesado
y el punto final ASTM del corte liviano.
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Equipos principales de una torre de fraccionamiento
En la figura 2 se muestra una torre de destilación con sus equipos principales.
Rehervidor
Equipo cuyo único propósito es el vaporizar parte de los líquidos que están en el
fondo de la torre produciendo vapores que fluyen desde el fondo hacia el tope de
la torre. Cualquier líquido que no se vaporice en el rehervidor pasa a ser producto
de fondo.
Precalentador de la alimentación
El propósito de este equipo es el de incrementar el flujo de vapor en la sección de
la torre localizada por encima de la alimentación. El vapor en la torre puede ser
producido en el rehervidor o en el precalentador. El vapor generado por el
rehervidor pasa por todos los platos de la torre, pero el vapor producido en el
precalentador solamente pasa por encima del plato de alimentación. Para efectos
de la separación el vapor del rehervidor es más efectivo, pero puede ser más
económico suplir calor al precalentador que al rehervidor. La relación líquido/vapor
en la alimentación frecuentemente es similar a la relación tope/producto de fondo.
Condensador
El propósito del condensador es el de condensar los vapores del tope de la torre.
En el caso de un producto de tope líquido se condensa todo el flujo de vapor
(condensador total). Si el producto de tope es un vapor se condensa suficiente
vapor para el reflujo (condensador parcial).
Tambor de destilado
El propósito del tambor de destilado es proporcionar un flujo estable de reflujo y
producto de tope. El tambor debe ser lo suficientemente grande como para
absorber variaciones pequeñas en el flujo de condensación. También ayuda en la
separación del vapor y del líquido y en algunos casos es usado para separar dos
fases líquidas inmiscibles.
Dispositivos de contacto.
El propósito de los dispositivos de contacto es el de lograr el equilibrio entre las
fases líquido y vapor. Los platos o relleno en una torre están diseñados para
mezclar el vapor ascendente y el líquido que desciende. El flujo puede de esta
manera tender al equilibrio por la transferencia de calor y/o de materia de los
componentes. De esta manera, los dispositivos de contacto tienen el mismo efecto
que una serie de etapas de vaporizaciones en equilibrio.
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Definiciones de diseño aplicadas a platos
Agujeros de drenaje
Por razones de operación y de seguridad los agujeros de drenaje o aliviaderos son
construidos en los platos o en los vertederos en sitios donde el líquido pudiera
acumularse, previendo un drenaje total durante una parada de la torre. Algo de
líquido puede pasar hacia los agujeros mientras la torre está en operación, por lo
tanto es importante que el tamaño, número y localización de los mismos sean
cuidadosamente seleccionados. Por otra parte, a bajos flujos de líquido, la fuga
a través de los agujeros de drenaje puede causar que una gran cantidad de líquido
no pase a través de la zona de contacto.
Arrastre
El arrastre consiste en una dispersión fina o neblina de líquido en el plato, el cual
comienza a ser arrastrado hacia el plato superior. Esto es causado por una
excesiva velocidad del vapor a través de los orificios de los platos para una carga
de líquido relativamente baja. La alta velocidad a través de los orificios es causada
por una carga de vapor alta y/o bajo porcentaje de área abierta en el plato.
Capacidad máxima
La capacidad máxima es la carga máxima de vapor que la torre puede manejar,
la cual depende principalmente de las propiedades del sistema. La carga de vapor
no puede ser incrementada por cambios en el diseño del plato o aumentos en el
espaciamiento entre los platos, sino solamente por aumentos en el área libre de
la torre.
Eficiencia de plato
Es una medida de la efectividad del contacto líquido–vapor en el plato. Expresa
la separación que se tiene realmente en comparación con la separación que se
obtendrá teóricamente en estado de equilibrio. Toma en cuenta la no idealidad del
plato. El número de platos ideales (teóricos), es igual al número de platos no
ideales (reales) multiplicado por la eficiencia del plato.
Goteo (Weeping)
El punto de goteo se define como el flujo de vapor al cual el líquido comienza a
pasar a través de los orificios del plato en forma continua. Esto no es
necesariamente el límite inferior de operación para una buena eficiencia del plato.
Para sistemas con altas relaciones de líquido, una pequeña cantidad de líquido
pasando a través de los orificios no reducirá considerablemente la eficiencia del
plato.
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Gradiente de líquido
El gradiente de líquido es el cambio en la profundidad del líquido en el plato, desde
su entrada hasta su salida. Dependiendo del tipo de plato (resistencia al flujo) y
al tipo de movimiento del vapor, el cabezal estático representado por el gradiente
de líquido puede proporcionar en cualquier lugar una fuerza motriz que mueve el
líquido a través del plato desde una parte despreciable (platos perforados) a una
parte considerable (platos tipo casquetes de burbujeo).
Inundación (Flooding)
La inundación es una condición inestable que implica una acumulación excesiva
de líquido dentro de la torre. La altura del líquido en el bajante y en los platos
aumenta hasta llenar toda la torre de líquido. La acumulación de líquido es
ocasionada generalmente, por uno de los siguientes mecanismos: inundación por
arrastre (régimen “spray” o “froth”), llenado excesivo del bajante y estancamiento
excesivo de líquido por estrangulamiento del bajante “downconer chokc”.
Inundación por arrastre o inundación por chorro (Entrainment flooding or jet
flooding)
Esta condición se presenta cuando hay arrastre de líquido de un plato al plato
superior debido a una excesiva velocidad del vapor a través del área libre de la
torre. La inundación por arrastre se manifiesta a través de dos tipos de régimen:
“spray” y espuma “froth”. El primer régimen se presenta a velocidades del líquido
bajas y velocidades del vapor altas. El régimen de espuma se genera a
velocidades altas de líquido y de vapor. Para evitar la inundación por cualquiera
de estos regímenes es importante poner cuidado en el diseño del plato y el
espaciamiento entre los platos.
Llenado excesivo del bajante
Una alta caída de presión o una segregación insuficiente del vapor en el bajante
causa un aumento de espuma en el bajante y eventualmente la inundación del
plato. Esto puede ocurrir a cualquier flujo de líquido el espacio libre del bajante,
el área del bajante, o el espaciado entre los platos previsto es inadecuado.
Flexibilidad operacional (Turndown ratio)
La flexibilidad operacional se define como la relación entre la carga de vapor en
operación normal (o diseño) y la carga de vapor mínima permitida. La mínima
carga permitida generalmente está en el límite de goteo excesivo, mientras que
la carga para operación normal está separada con un margen de seguridad del
límite donde la inundación comienza a ser relevante.
Esta da a la torre un rango de operación que asegura un funcionamiento
satisfactorio de los platos y por ende la calidad de los productos. Normalmente se
toma como referencia que la eficiencia del plato permanezca aproximadamente
en 90% de su valor máximo.
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Plato teórico
Unidad teórica de contacto que representa una etapa ideal de destilación (etapa
ideal de destilación (etapa teórica), la cual cumple con las siguientes condiciones
ideales: (1) opera en estado estacionario, obteniendo un producto líquido que
entra a la etapa están perfectamente mezclados y en contacto íntimo; (3) todo el
vapor y líquido que sale de dicha etapa está en equilibrio a las condiciones de
temperatura y presión de la misma. Un plato o bandeja de un fraccionador real es
generalmente menos eficaz que un plato teórico. La relación del número de platos
teóricos necesarios para realizar una separación por destilación entre el número
de platos reales utilizados, proporciona la eficiencia del plato.
Relación de reflujo
Cantidad de reflujo por cantidad unitaria de destilado que sale del proceso como
producto.
Selectividad
Razón de productos deseables a indeseables.
Sello del bajante
Un bajante no cerrado tiene como resultado un flujo de vapor ascendente a través
del bajante, en lugar de ascender por el área de contacto del plato. Si ocurre lo
anterior puede causar un estancamiento excesivo del líquido por
estrangulamiento del bajante “downconer chokc”, y una prematura inundación del
plato a flujos de diseño o menores.
Severidad
Grado de las condiciones de operación de una unidad de proceso. La severidad
puede indicarse por el número de octano del producto, el rendimiento porcentual
del producto, o sólo por las condiciones de operación.
Vaciado por falta de hermeticidad
El vaciado por hermeticidad consiste en una excesiva fuga de líquido a través de
los orificios del plato, caracterizada por una caída significativa de la eficiencia del
plato. Para un funcionamiento aceptable del plato, el flujo de vapor mínimo debe
ser igual o mayor a aquel en que ocurre el vaciado.
Velocidad en el bajante / Segregación
La velocidad del líquido en el bajante debe ser lo suficientemente baja para
permitir la segregación del vapor y su salida del bajante contra un flujo de espuma
en la entrada. Si la velocidad es excesiva, el aumento del nivel en el bajante debido
a una areación puede causar la inundación del plato. Además, el vapor en la
mezcla espumosa puede ser de tal magnitud que la segregación en el plato de
abajo forme un reciclo de vapor que lo sobrecargue, ocasionando una inundación
por chorro prematura.
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TIPOS
DE
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DE
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DESTILACION
Y
La destilación es una operación lograda en las torres de fraccionamiento. Las
operaciones de destilación se puede agrupar en: destilación continua que es la
operación más usada a escala comercial, y la destilación simple intermitente
conocida como destilación “batch”, empleada hoy día a nivel de laboratorio y a
pequeña escala. Una mejor clasificación incluye el número de etapas empleadas
y la presión de operación (atmosférica, vacío y superatmosférica). Las
destilaciones extractivas y azeotrópicas se consideran operaciones especiales. A
continuación se describen brevemente los tipos de destilación más usados:
5.1
Destilación por lotes “batch”
En una etapa simple: Consiste en separar una cantidad específica de una
alimentación en sus componentes. La alimentación se introduce en un recipiente
cilíndrico y se calienta hasta ebullición. Los vapores condensados se separan por
el tope en un acumulador mientras que los componentes restantes requieren de
una separación adicional, la mayor parte del componente volátil se debe retirar del
lote antes de continuar el proceso.
Este tipo de equipos simple proporciona un sólo plato teórico de separación y su
uso se limita a trabajos preliminares. Es muy usada para caracterizar corrientes
líquidas tal como la curva de destilación ASTM.
En etapas múltiples: Una vez que la alimentación se introduce en el recipiente
cilíndrico, se calienta hasta ebullición y los vapores condensados son recuperados
por el tope y parte de ellos se retornan como reflujo a la columna, con el fin de
mejorar el funcionamiento de la torre. Se pueden hacer cortes, pasando los
productos de tope por acumuladores alternos, lo que permite la flexibilidad de
modificar las condiciones operacionales. Toda la torre funciona como una sección
de enriquecimiento y a medida que transcurre el tiempo, la composición del
material que se destila se va haciendo cada vez menos rica en el componente más
volátil y se detiene la destilación de un corte cuando el destilado alcanza la
composición deseada.
El equipo permite obtener productos con un rango estrecho de composiciones con
el uso de la rectificación. El diseño se basa en la cantidad a procesar y la relación
necesaria de vaporización. Hoy en día se usa poco y probablemente se encuentra
a pequeña escala en la industria química o en laboratorios analíticos, en la
caracterización de corrientes tal como la curva de destilación TBP.
5.2
Destilación Continua
En una etapa simple: Es la más sencilla de las operaciones e involucra una sola
etapa teórica, usualmente llamada vaporización instantánea ”Flash”. Consiste en
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vaporizar parcialmente la alimentación en una operación de una etapa simple
dentro de un recipiente cilíndrico llamado tambor de vapor ”flash drum” a una
temperatura y presión dada.
En etapas múltiples: El proceso involucra más de una etapa en las cuales los
vapores ascendentes y líquidos en contracorriente pasan a través de varios
internos que promueven la transferencia de masa entre las dos corrientes. Esta
operación se denomina también destilación fraccional o fraccionamiento.
La alimentación puede ser introducida en cualquier punto de la torre, los productos
de tope salen como vapor y en el fondo como líquido, otros productos también se
obtienen de puntos intermedios.
Las torres convencionales pueden presentar dos tipos de condensadores: total o
parcial. En el caso del condensador total los vapores que salen del plato en el tope
son condensados, mientras que el condensador parcial, los vapores que salen en
el tope son condensados parcialmente y el líquido producido es reciclado
nuevamente a la torre como reflujo.
En este tipo de dispositivo están presentes dos secciones: rectificación y
despojamiento. La sección de rectificación permite aumentar la pureza del
producto más liviano y se encuentra localizada aguas arriba del plato de
alimentación. La sección de despojamiento permite mejorar la recuperación del
producto de tope y se encuentra localizada debajo del plato de alimentación. El
condensador en el tope y el rehervidor en el fondo de la columna son considerados
como etapas teóricas adicionales. Son muy frecuentes las operaciones
industriales que utilizan este tipo de destilación.
5.3
Destilación a presión
Las destilaciones a nivel comercial se llevan a cabo en un amplio rango de
presiones. En la industria de refinación la presión puede variar entre 1 psia y 400
psia. Sin embargo, el factor más influyente en la presión de operación son las
volatilidades relativas de los componentes alimentados y las temperaturas del
medio de calor y/o enfriamientos utilizados, siendo vapor y agua los más comunes.
Existen otros factores que deben considerarse como la estabilidad de los
componentes y sus temperatura crítica.
Destilación a presión atmosférica: La destilación a presión atmosférica no es más
que una destilación continua multietapas donde se logran separar los
componentes por punto de ebullición o rango de ebullición.
Destilación a alta presión: Cuando compuestos volátiles son destilados (como
gases a condiciones atmosféricas), se emplean altas presiones para aumentar su
temperatura de condensación. Existen casos en que la presión está limitada por
el calor sensible del producto de fondo o por su temperatura crítica. La temperatura
de fondo debe ser más baja que la temperatura crítica de los productos pesados,
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de otra manera no estaríamos hablando de destilación. Se emplea en la
manufactura del etileno.
Destilación al vacío: Cuando la alimentación está integrada por componentes de
alto punto de ebullición que son demasiado alto para destilarlos en un torre a
presión atmosférica, la destilación se lleva a cabo a presiones de vacío para
reducir la temperatura de la torre. Las propiedades del producto de fondo
usualmente determinan el tipo de vacío a ser usado, por ejemplo los hidrocarburos
saturados pueden calentarse cerca de 750 °F antes de que comiencen a
craquearse.
Como una alternativa al vacío las alimentaciones pueden ser destiladas a presión
atmosférica por el uso de vapor para reducir la presión parcial de los componentes
alimentados y entonces permitir su vaporización a temperaturas por debajo de su
punto de ebullición normal.
5.4
Destilación extractiva y azeotrópica
Las destilaciones azeotrópicas y extractivas son fraccionamientos que se facilitan
con la adición de un solvente al sistema, el cual es capaz de desplazar el equilibrio
vapor–líquido en el sentido favorable como agente separador. La destilación
simple no puede ser usada para separar azeótropos y en algunos casos es factible
por modificaciones en el proceso de destilación. Separaciones como
benceno–parafinas y butenos a partir de butanos son posibles comercialmente
porque sus componentes químicamente son similares a pesar de tener un punto
de ebullición muy cercanos. Este tipo de operación es del tipo de destilación
continua de mezclas no ideales, por lo que los cálculos aproximados son
engorrosos.
Cuando el solvente es menos volátil que la alimentación la operación es llamada
destilación extractiva y su función es similar a la operación de extracción con
solvente. En la destilación azeotrópica, el solvente es más volátil que la
alimentación y puede ser introducido con la alimentación.
La destilación azeotrópica también se refiere a un proceso en el cual un solvente
se adiciona porque las presiones de vapor de los componentes son muy similares.
Es muy usado en la separación de alcoholes tal como etanol/agua con pentano.
La destilación extractiva se refiere a esos procesos en que el solvente de alto punto
de ebullición se adiciona en un plato en la columna para alterar las volatilidades
relativas de los componentes alimentados. El solvente usualmente ebulle a
temperaturas muy por encima de los componentes de tal manera que la formación
de un nuevo azeótropo es imposible. La base de esta destilación es el cambio de
volatilidad producido por la introducción del solvente, el cual no es igual para cada
componente y la diferencia de volatilidades permite el fraccionamiento de los
componentes alimentados. Requiere de una torre con menor número de platos y
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una relación de reflujo más bajo que la destilación convencional. El hecho de que
el solvente pueda ser recuperado por destilación simple posteriormente hace la
destilación extractiva un proceso menos complejo y más útil que la destilación
azeotrópica. Un ejemplo de destilación extractiva es la separación de n–heptano
y tolueno empleando fenol.
6
CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑO
Un plato de fraccionamiento debe operarse dentro de cierto rango de flujos de
vapor y líquido para obtener un comportamiento óptimo. Fuera de este rango la
eficiencia es baja y/o la torre es inoperante. Los efectos de los flujos de vapor y
líquido sobre el comportamiento del plato son mostrados esquemáticamente en
la figura 3. Las limitaciones del comportamiento de plato se discuten a
continuación.
6.1
Cargas máximas
Flujo máximo de vapor
Una velocidad lineal del vapor demasiado alta a través de los orificios del plato y/o
a través del área libre de la torre puede causar:
1. Arrastre o inundación por chorro.
2. Alta caída de presión a través del plato, causando un llenado excesivo del
bajante y por consiguiente inundación del plato.
3. Dependiendo de las propiedades del sistema (densidad del vapor y líquido y
tensión superficial del líquido), flujos de vapores mayores a la llamada
capacidad máxima, atomizará el líquido y lo arrastrará hacia arriba
dependiendo de la geometría y el espaciamiento entre platos.
Flujo máximo de líquido
Flujos excesivos de líquido pueden llevar a:
1. Inundación del plato debido a la segregación insuficiente en los bajantes,
excesiva caída de presión en el plato y excesivo llenado del bajante.
2. Goteo o vaciado a bajos flujos de vapor
3. Altos gradientes de líquido, los cuales originan una mala distribución del vapor
y una pobre eficiencia de contacto (plato tipo casquete de burbujeo).
6.2
Cargas mínimas
Flujo máximo de vapor
Un flujo de vapor demasiado bajo puede causar:
1. Goteo o vaciado a flujos altos de líquido.
2. Pobre contacto y baja eficiencia del plato debido al mezclado inadecuado de
vapor / líquido.
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Estas condiciones pueden resultar de insuficientes cargas de vapor o excesiva
área abierta en los platos, las cuales originan insuficientes velocidades de vapor
a través de los orificios de los mismos.
Flujo mínimo de líquido
Un flujos bajo de líquido puede causar:
1. Arrastre a flujos altos de vapor.
2. Desvío del vapor ascendente por el bajante, en caso de que la altura de líquido
claro sobre el plato, más la pérdida de cabezal en el bajante, no sean iguales
o mayores que el espacio libre en el bajante a flujo mínimo.
3. Pobre contacto y baja eficiencia, debido a un líquido inadecuado en el plato.
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Fig 1. CURBAS TBP, ALIMENTACION Y PRODUCTOS DE UNA TORRE ATMOSFERICA
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Fig 2. EQUIPOS PRINCIPALES DE UNA TORRE DE DESTILACION
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Fig 3. DIAGRAMA TIPICO DEL COMPORTAMIENTO DE UN PLATO
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ANEXOS
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TABLA 1. CARACTERÍSTICAS DEL CRUDO.
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Crudo
PROPIEDAD
UNIDADES
METODO
FACTOR DE CARACTERIZACIÓN K (UOP)
Adim.
UOP–375
NATURALEZA DEL CRUDO
Adim.
GRAVEDAD API
° API
ASTM D–1298
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60F
Adim.
ASTM D–1298
AZUFRE TOTAL
% Peso
INTEVEP
H2S EXISTENTE
ppm (P/P)
UOP–163–89
MERCAPTANOS
ppm (P/P)
UOP–163–89
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
mg KOH/g
ASTM D664
CONTENIDO DE SAL
lbs/1000bls
ASTM D–3230
CLORUROS INORGÁNICOS
ppm (P/P)
INTEVEP
NITRÓGENO TOTAL
ppm (P/P)
ASTM D–4629
PRESIÓN DE VAPOR REID (RVP)
100°F, lpc
ASTM D–323
PUNTO DE INFLAMACIÓN
°C
ASTM D–93–90
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
72°F, cSt
100°F, cSt
122°F, cSt
ASTM D–445
°C
ASTM D–97
CONTENIDO DE PARAFINAS
% (P/P)
INTEVEP
AGUA POR DESTILACIÓN
% (V/V)
ASTM D–4006
AGUA Y SEDIMENTOS
% (V/V)
ASTM D–4007
SEDIMENTOS POR EXTRACCIÓN
% (P/P)
ASTM D–473
ASFALTENOS
% (P/P)
IP–143/90
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
% (P/P)
ASTM D–4530
CONTENIDO DE CENIZAS
% (P/P)
ASTM D–482
PUNTO DE FLUIDEZ
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TABLA 2. ANÁLISIS COMPOSICIONAL DE LA FRACCIÓN GAS IBP–20°C.
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Crudo
COMPONENTE
C2
C3
iC4
nC4
iC5
nC5
C6+
RENDIMIENTO DEL CRUDO
% Peso
% Vol
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TABLA 3. CARACTERÍSTICAS DE LA NAFTAS 20–100°C, 100–250°C Y 150–200°C
Crudo
PROPIEDAD
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
MERCAPTANOS
CORROSIÓN A LA LÁMINA DE COBRE
NITROGENO TOTAL
CLORUROS ORGÁNICOS
PRESIÓN DE VAPOR REID (RVP)
COLOR SAYBOLT
RON CLARO
MON CLARO
RON + 3cc
MON + 3cc
DESTILACIÓN ASTM D 86
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
PFE
RESIDUO
PÉRDIDAS
UNIDADES
%Vol / % Peso
C/F
API
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
ppm (P/P)
50C/ 3h
ppm (P/P)
ppm (P/P)
100F, lpc
Adim.
Octano
Octano
Octano
Octano
METODO
ASTM D–1298
ASTM D–1298
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
UOP–163–89
ASTM D–130
ASTM D–4629
INTEVEP
ASTM D–323
ASTM D–156
ASTM D–2699
ASTM D–2700
ASTM D–86
C/F
CONTENIDO DE HIDROCARBUROS LIVIANOS
HIDROCARBURO
PROPANO
ISOBUTANO
N–BUTANO
ISOPENTANO
N–PENTANO
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
% PESO
% VOLUMEN
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
FECHA
0
NOV.96
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
Página 26
Indice norma
TABLA 4. CARACTERÍSTICAS DEL QUEROSÉN 200–250°C.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 20°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
MERCAPTANOS
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITROGENO TOTAL
CLORUROS ORGÁNICOS
PUNTO DE INFLAMACIÓN (PM)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
%Vol / % Peso
°C/°F
°API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
ppm (P/P)
mg KOH/g
ppm (P/P)
ppm (P/P)
°C
100°F, cSt
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
UOP–163–89
ASTM D–664
ASTM D–4629
INTEVEP
ASTM D–93–90
ASTM D–445
140°F, cSt
PUNTO DE CONGELACIÓN
PUNTO DE NUBE
COLOR SAYBOLT
COLOR ASTM
ESTABILIDAD DEL COLOR (ASTM) antes/despues
NÚMERO DE CETANO
ÍNDICE DE CETANO CALCULADO (IP/ASTM)
PUNTO DE HUMO
NAFTALENOS
LUMINÓMETRO CALCULADO
AROMÁTICOS por cromatografía supercrítica
SATURADOS por cromatografía supercrítica
PUNTO DE ANILINA
CONTENIDO DE AROMÁTICOS (F.I.A.)
CONTENIDO DE SATURADOS (F.I.A.)
CONTENIDO DE OLEFINAS (F.I.A.)
DESTILACIÓN ASTM D 86
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
PFE
RESIDUO
PÉRDIDAS
180°F, cSt
°C
°C
Adim.
Adim.
Adim. (48 h)
Adim.
Adim.
mm
% Peso
Adim.
% Peso
% Peso
°C
% Vol
% Vol
% Vol
ASTM D–2386
ASTM D–2500
ASTM D–156
ASTM D–1500
ASTM D–613
IP–130
ASTM D–1322
ASTM D–1840
ASTM D–1322
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–86
°C/°F
% Vol
% Vol
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
FECHA
0
NOV.96
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
Página 27
Indice norma
TABLA 5. CARACTERÍSTICAS DEL DESTILADO 250–300°C.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 20°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
MERCAPTANOS
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITROGENO TOTAL
PUNTO DE INFLAMACIÓN (PM)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
%Vol / % Peso
°C/°F
°API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
ppm (P/P)
mg KOH/g
ppm (P/P)
°C
100°F, cSt
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
UOP–163–89
ASTM D–664
ASTM D–4629
ASTM D–93–90
ASTM D–445
140°F, cSt
180ºF, cSt
PUNTO DE CONGELACIÓN
PUNTO DE NUBE
COLOR SAYBOLT
COLOR ASTM
ESTABILIDAD DEL COLOR (ASTM) antes/ después
NÚMERO DE CETANO
ÍNDICE DE CETANO CALCULADO (IP/ASTM)
PUNTO DE HUMO
NAFTALENOS
LUMINÓMETRO CALCULADO
AROMÁTICOS por cromatografía supercrítica
SATURADOS por cromatografía supercrítica
PUNTO DE ANILINA
CONTENIDO DE AROMÁTICOS (F.I.A.)
CONTENIDO DE SATURADOS (F.I.A.)
CONTENIDO DE OLEFINAS (F.I.A.)
DESTILACIÓN ASTM D 86
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
PFE
RESIDUO
PÉRDIDAS
210°F, cSt
°C
°C
Adim.
Adim.
Adim. (48 h)
Adim.
Adim.
mm
% Peso
Adim.
% Peso
% Peso
°C
% Vol
% Vol
% Vol
°C/°F
% Vol
% Vol
ASTM D–2386
ASTM D–2500
ASTM D–156
ASTM D–1500
ASTM D–613
IP–130
ASTM D–1322
ASTM D–1840
ASTM D–1322
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–86
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
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0
NOV.96
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TABLA 6. CARACTERÍSTICAS DEL GASÓLEO ATMOSFÉRICO 300–343C.
Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 20°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
MERCAPTANOS
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITRÓGENO TOTAL
NITRÓGENO BÁSICO
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
PUNTO DE FLUIDEZ
PUNTO DE NUBE
COLOR ASTM
NÚMERO DE CETANO
ÍNDICE DE CETANO CALCULADO (IP/ASTM)
AROMÁTICOS por cromatografía supercrítica
SATURADOS por cromatografía supercrítica
PUNTO DE ANILINA
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
DESTILACIÓN ASTM D 86
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
PFE
RESIDUO
PÉRDIDAS
%Vol / % Peso
°C/°F
°API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
ppm (P/P)
mg KOH/g
ppm (P/P)
ppm (P/P)
°C
100°F, cSt
140°F, cSt
180°F, cSt
210°F, cSt
°C
°C
Adim.
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
°C
% Peso
°C/°F
% Vol
% Vol
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
UOP–163–89
ASTM D–664
ASTM D–4629
SMS 1468–77
ASTM D–93–90
ASTM D–445
ASTM D–97
ASTM D–2500
ASTM D–1500
ASTM D–613
IP–130
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–4530
ASTM D–86
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
FECHA
0
NOV.96
Página 29
Indice norma
TABLA 7. CARACTERÍSTICAS DEL GASÓLEO DE VACÍO 343–402°C.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 67°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITRÓGENO TOTAL
NITRÓGENO BÁSICO
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
PUNTO DE FLUIDEZ
COLOR ASTM
ÍNDICE DE CETANO CALCULADO (IP/ASTM)
AROMÁTICOS POR H.P.L.C.
SATURADOS POR H.P.L.C.
RESINAS POR H.P.L.C.
PUNTO DE ANILINA
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
RESIDUO
%Vol / % Peso
°C/°F
°API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
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% Peso
mg KOH/g
ppm (P/P)
ppm (P/P)
°C
122°F, cSt
140°F, cSt
180°F, cSt
210°F, cSt
°C
Adim.
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% Peso
% Peso
°C
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°C/°F
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–664
ASTM D–4629
SMS 1468–77
ASTM D–93–90
ASTM D–445
ASTM D–97
ASTM D–1500
IP–130
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–4530
ASTM D–1160
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
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0
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TABLA 8. CARACTERÍSTICAS DEL GASÓLEO DE VACÍO 402–461°C.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 67°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITRÓGENO TOTAL
NITRÓGENO BÁSICO
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
PUNTO DE FLUIDEZ
COLOR ASTM
AROMÁTICOS POR H.P.L.C.
SATURADOS POR H.P.L.C.
RESINAS POR H.P.L.C.
PUNTO DE ANILINA
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
95
RESIDUO
%Vol / % Peso
C/F
API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
mg KOH/g
ppm (P/P)
ppm (P/P)
°C
122°F, cSt
140°F, cSt
180°F, cSt
210°F, cSt
°C
Adim.
% Peso
% Peso
% Peso
°C
% Peso
°C/°F
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–664
ASTM D–4629
SMS 1468–77
ASTM D–93–90
ASTM D–445
ASTM D–97
ASTM D–1500
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–4530
ASTM D–1160
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
FECHA
0
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TABLA 9. CARACTERÍSTICAS DEL GASÓLEO DE VACÍO 461–565°C.
Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
PUNTO MEDIO DE EBULLICIÓN
GRAVEDAD API
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
ÍNDICE DE REFRACCIÓN A 67°C
CONTENIDO DE CARBONO
CONTENIDO DE HIDRÓGENO
RELACIÓN CARBONO / HIDRÓGENO
AZUFRE TOTAL
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
NITRÓGENO TOTAL
NITRÓGENO BÁSICO
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
PUNTO DE FLUIDEZ
COLOR ASTM
AROMÁTICOS POR H.P.L.C.
SATURADOS POR H.P.L.C.
RESINAS POR H.P.L.C.
PUNTO DE ANILINA
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
CONTENIDO DE CENIZAS
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
50
70
90
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RESIDUO
%Vol / % Peso
°C/°F
°API
Adim.
Adim.
% Peso
% Peso
Adim.
% Peso
mg KOH/g
ppm (P/P)
ppm (P/P)
°C
122°F, cSt
140°F, cSt
180°F, cSt
210°F, cSt
°C
Adim.
% Peso
% Peso
% Peso
°C
% Peso
% Peso
°C/°F
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
ASTM D–1298
ASTM D–1298
ASTM D–1218
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–664
ASTM D–4629
SMS 1468–77
ASTM D–93–90
ASTM D–445
ASTM D–97
ASTM D–1500
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
ASTM D–611
ASTM D–4530
ASTM D–482
ASTM D–1160
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
Indice volumen
PDVSA MDP–04–CF–02
REVISION
FECHA
0
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Indice norma
TABLA 10. CARACTERÍSTICAS DEL RESIDUO ATMOSFÉRICO 343°C+.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
%Vol / % Peso
GRAVEDAD API
°API
ASTM D–1298
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
Adim.
ASTM D–1298
% Peso
INTEVEP
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
mg KOH/g
ASTM D–664
NITROGENO TOTAL
ppm (P/P)
ASTM D–4629
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
°C
180°F, cSt
210°F, cSt
260°F, cSt
ASTM D–93–90
ASTM D–445
°C
ASTM D–97
PENETRACION 25°C, 100 g, 5 s
PUNTO DE ABLANDAMIENTO
1/10 mm
°C
ASTM D–5–73
ASTM D–3104
ASFALTENOS (N–Heptano)
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
CONTENIDO DE CENIZAS
% Peso
% Peso
% Peso
IP–143–90
ASTM D–4530
ASTM D–482
°C/°F
ASTM D–1160
AZUFRE TOTAL
PUNTO DE FLUIDEZ
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
50
63
RESIDUO
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
SODIO
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP
INTEVEP
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–02
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
REVISION
FECHA
0
NOV.96
Página 33
Indice volumen
Indice norma
TABLA 11. CARACTERÍSTICAS DEL RESIDUO 402°C+.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
%Vol / % Peso
GRAVEDAD API
°API
DENSIDAD A 15°C
g/mL
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
Adim.
ASTM D–1298
% Peso
INTEVEP
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
mg KOH/g
ASTM D–664
NITRÓGENO TOTAL
ppm (P/P)
ASTM D–4629
°C
180°F, cSt
210°F, cSt
260°F, cSt
60°C, Poise
ASTM D–93–90
ASTM D–445
°C
ASTM D–97
PENETRACIÓN 25C, 100 g, 5 s
PUNTO DE ABLANDAMIENTO
1/10 mm
°C
ASTM D–5–73
ASTM D–3104
ASFALTENOS
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
CONTENIDO DE CENIZAS
% Peso
% Peso
% Peso
IP–143–90
ASTM D–4530
ASTM D–482
°C/°F
ASTM D–1160
AZUFRE TOTAL
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
VISCOSIDAD ABSOLUTA
PUNTO DE FLUIDEZ
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
50
57
RESIDUO
ASTM D–1298
ASTM D–2171
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–02
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
REVISION
FECHA
0
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Indice volumen
Indice norma
TABLA 12. CARACTERÍSTICAS DEL RESIDUO 461°C+.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
%Vol / % Peso
GRAVEDAD API
°API
DENSIDAD A 15°C
g/mL
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
Adim.
ASTM D–1298
% Peso
INTEVEP
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
mg KOH/g
ASTM D–664
NITRÓGENO TOTAL
ppm (P/P)
ASTM D–4629
°C
180°F, cSt
210°F, cSt
260°F, cSt
60°C, Poise
ASTM D–93–90
ASTM D–445
°C
ASTM D–97
PENETRACIÓN 25°C, 100 g, 5 s
PUNTO DE ABLANDAMIENTO
1/10 mm
°C
ASTM D–5–73
ASTM D–3104
ASFALTENOS
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
CONTENIDO DE CENIZAS
% Peso
% Peso
% Peso
IP–143–90
ASTM D–4530
ASTM D–482
°C/°F
ASTM D–1160
AZUFRE TOTAL
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
VISCOSIDAD ABSOLUTA
PUNTO DE FLUIDEZ
DESTILACIÓN ASTM D 1160
% Volumen
PIE
5
10
30
46
RESIDUO
ASTM D–1298
ASTM D–2171
% Peso
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
PDVSA
PDVSA MDP–04–CF–02
TORRES DE FRACCIONAMIENTO
PRINCIPIOS BASICOS
.Menú Principal
Indice manual
REVISION
FECHA
A
NOV.96
Página 35
Indice volumen
Indice norma
TABLA 13. CARACTERÍSTICAS DEL RESIDUO 565°C+.
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Crudo
RENDIMIENTO EN EL CRUDO
%Vol / % Peso
GRAVEDAD API
°API
DENSIDAD A 15°C
g/mL
GRAVEDAD ESPECÍFICA A 60°F
Adim.
ASTM D–1298
% Peso
INTEVEP
NÚMERO DE NEUTRALIZACIÓN
mg KOH/g
ASTM D–664
NITRÓGENO TOTAL
ppm (P/P)
ASTM D–4629
°C
210°F, cSt
260°F, cSt
275°F, cSt
60°C, Poise
ASTM D–93–90
ASTM D–445
°C
ASTM D–97
PENETRACIÓN 25°C, 100 g, 5 s
PUNTO DE ABLANDAMIENTO
1/10 mm
°C
ASTM D–5–73
ASTM D–3104
ASFALTENOS
RESIDUOS DE CARBÓN (MÉTODO MICRO)
CONTENIDO DE CENIZAS
% Peso
% Peso
% Peso
IP–143–90
ASTM D–4530
ASTM D–482
AZUFRE TOTAL
PUNTO DE INFLAMACIÓN (C.O.C.)
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
VISCOSIDAD ABSOLUTA
PUNTO DE FLUIDEZ
ASTM D–1298
ASTM D–2171
CONTENIDO DE METALES
NÍQUEL
VANADIO
ppm (P/P)
ppm (P/P)
INTEVEP
INTEVEP