REPORTE ESPECIAL
COMBUSTIBLES LIMPIOS
El diseño de la destilación atmosférica del crudo para el servicio de betún
Las arenas petrolíferas añaden complejidad a las unidades de separación y necesitan un nuevo enfoque.
Las arenas petrolíferas añaden complejidad a las unidades de separación y necesitan un nuevo enfoque.
M.GRANDE y M. GUTSCHER, Fluor Canada Ltd., Calgary, Alberta, Canada
Las mezclas de betún derivado de las arenas petrolíferas de Alberta están convirtiendo en una materia prima importante para el Norte de las refinerías estadounidenses. En 2009, Canadá produjo cerca de 1.5 millones de barriles diarios de bitumen crudo con unos 0,46 millones de bpd de las mezclas bituminosas exportados a los EE.UU. Esta cifra de exportación se hace aún mayor cuando se consideran las mezclas bituminosas que son mezclados con aceite pesado convencional y, por tanto, clasificado como crudo pesado convencional, tales como Canadá occidental Seleccione (WCS).
La fuerte disminución de la producción del campo de México, Cantarell y el reciente cambio de Venezuela hacia los mercados fuera de Estados Unidos, como China, podría hacer que garantizar el suministro de más atractivo Canadá. Muchas refinerías de EE.UU. en la zona de la Costa del Golfo ya están configuradas para procesar crudo pesado y una red de tuberías ya se ha establecido para el transporte de producción de arenas bituminosas a las refinerías situadas en Canadá, así como en el Oeste de EE.UU., Medio Oeste y las zonas Costa del Golfo. La capacidad del gasoducto adicional ha terminado recientemente al Medio Oeste de EE.UU. con propuestas adicionales para otras áreas, incluyendo la costa del Golfo, lo que indica que más refinerías tendrán acceso a las materias primas que contengan alquitrán.
ANTECEDENTES
El betún de las arenas petrolíferas de Alberta tiene en muy alta viscosidad (por lo general se acerca 1x106 cSt a 15 º C) y un alto contenido de asfaltenos aproxima al 20% en peso C5 insolubles. En consecuencia, el transporte de asfalto se logra mediante la formación de mezcla con un diluyente compuesto de condensados de gas o nafta (C5 +) que se denomina dilbit, con crudos sintéticos denominados synbit, o una combinación de ellos se refiere como syndibit. La mezcla, la proporción de dilbit es típicamente alrededor de 70:30 betún al diluyente en volumen, mientras que para synbit, la relación de mezcla es típicamente 50:50. Estas proporciones de mezcla se basan en el cumplimiento de las especificaciones de tubería de 18 º API y 350 cSt. Betún de las arenas petrolíferas de Alberta es similar en gravedad, pero suelen ser mucho más viscoso que el "petróleo extra pesado" producido a partir del Orinoco de Venezuela cinturón.
El betún de las arenas petrolíferas de Alberta tiene en muy alta viscosidad (por lo general se acerca 1x106 cSt a 15 º C) y un alto contenido de asfaltenos aproxima al 20% en peso C5 insolubles. En consecuencia, el transporte de asfalto se logra mediante la formación de mezcla con un diluyente compuesto de condensados de gas o nafta (C5 +) que se denomina dilbit, con crudos sintéticos denominados synbit, o una combinación de ellos se refiere como syndibit. La mezcla, la proporción de dilbit es típicamente alrededor de 70:30 betún al diluyente en volumen, mientras que para synbit, la relación de mezcla es típicamente 50:50. Estas proporciones de mezcla se basan en el cumplimiento de las especificaciones de tubería de 18 º API y 350 cSt. Betún de las arenas petrolíferas de Alberta es similar en gravedad, pero suelen ser mucho más viscoso que el "petróleo extra pesado" producido a partir del Orinoco de Venezuela cinturón.
Retos con betún. Algunas otras características difíciles de bitumen de las arenas petrolíferas de Alberta son:
· El aumento de la hidrólisis de la sal en el calentador de despedida como la desalación un feed dilbit no ha sido probada comercialmente confiable.
· Superior tendencias a ensuciar y una estabilidad térmica menor que otros crudos mayor contenido de hidrógeno, debido a un alto contenido de aromáticos, en particular 85vol%.
de residuos de gran atmosférica (AR define como 343 º C + PDD) el contenido de aproximadamente 85vol%.
de residuos de gran atmosférica (AR define como 343 º C + PDD) el contenido de aproximadamente 85vol%.
· Alto índice de acidez total (TAN) El valor de KOH mg aproximadamente 2,5 a 3,5 / g, un alto contenido de azufre de aproximadamente el% en peso de 4,5 a 5% en peso, y un alto contenido en nitrógeno de aproximadamente% en peso de 0,3 a 0,55% en peso.
Procesamiento de los temas. Procesamiento de mezclas bituminosas, en particular dilbit contiene alquitrán de Athabasca de las arenas petrolíferas de Alberta que es el foco de esta discusión, requiere consideraciones específicas que inciden en el diseño de una unidad de crudo y mejorador o la renovación de una unidad dentro de la refinería y existentes. Renovar consideraciones pueden incluir existentes unidades de crudo que procesará varias mezclas bituminosas con otras materias primas convencionales. Debido a la escasez de diluyentes en Alberta en 2009, más de 60.000 barriles diarios de diluyentes fue devuelto a Alberta por ferrocarril de los EE.UU. La finalización de las Luces Enbridge Sur tubería diluyente proporcionará la capacidad de entregar 180 mil barriles diarios de diluyentes a Alberta del medio oeste de EE.UU. Además, con el uso de la tubería Capline, diluyentes de la zona de la Costa del Golfo de EE.UU. será capaz de conectar con el nuevo oleoducto Enbridge a través del oleoducto Chicap.
DRU diseño de la columna.
Los objetivos principales de una columna DRU son para recuperar diluyentes de transporte que queda en la alimentación de la columna (después de predestello) y destilados fraccionar, como gasoil atmosférica (AGO), de la alimentación del betún que pueden ser procesados directamente en una unidad de hidrotratamiento. Para lograr estos objetivos, una configuración típica de la columna, como se muestra en la figura. 1, consta de una sección de rectificación diluyentes, y la sección AGO pumparound, una stripper AGO productos secundarios, una sección de lavado anterior y un residuo atmosférico (AR) sección de agotamiento.
Los objetivos principales de una columna DRU son para recuperar diluyentes de transporte que queda en la alimentación de la columna (después de predestello) y destilados fraccionar, como gasoil atmosférica (AGO), de la alimentación del betún que pueden ser procesados directamente en una unidad de hidrotratamiento. Para lograr estos objetivos, una configuración típica de la columna, como se muestra en la figura. 1, consta de una sección de rectificación diluyentes, y la sección AGO pumparound, una stripper AGO productos secundarios, una sección de lavado anterior y un residuo atmosférico (AR) sección de agotamiento.
Nafta sección de rectificación. El grado de fraccionamiento necesario entre la nafta se recuperó en la sobrecarga de la columna DRU y el producto hace depende de si la nafta recuperada se perfeccionarán o se devolverá fraccionado y refinado, las unidades de nafta aguas abajo procesamiento determinar el punto final de nafta y la nitidez del fraccionamiento requerido. Cuando la nafta recuperada se devuelve con fines de transporte, el grado de fraccionamiento entre la nafta recuperada y el producto hace normalmente determina con base en el porcentaje de recuperación de diluyentes deseado mientras se mantiene un total recuperado composición diluyentes que es esencialmente el mismo que el originario de diluyentes de alimentación , es decir, proporcionar brecha fraccionamiento suficiente entre los diluyentes y los productos AGO. Como punto inicial de ebullición del betún normalmente reside en el queroseno de ebullición, siempre que esta diferencia de fraccionamiento es fácilmente alcanzable sobre la base de la gama típica de ebullición de diluyentes de transporte.
Si la nafta se recicla para su uso como diluyentes de transporte, la nafta se recuperó de la sobrecarga de la columna DRU, junto con el de la sección de pre-flash, suele ser enviados a un separador hervida para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) y otros materiales ligeros. El nivel de H2S se formó en el calentador encendido.
Si la nafta se recicla para su uso como diluyentes de transporte, la nafta se recuperó de la sobrecarga de la columna DRU, junto con el de la sección de pre-flash, suele ser enviados a un separador hervida para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) y otros materiales ligeros. El nivel de H2S se formó en el calentador encendido.
Importantes pérdidas diluyentes a la sobrecarga de una stripper puede incurrir si una especificación de presión de vapor también se aplica estrictas. Para estos casos, la nafta recuperados pueden ser procesados a través de una columna de reflujo (es decir, un desbutanizador) que también se requiere lograr la especificación de H2S. La sección de rectificación de una columna de reflujo asegura que la recuperación diluyentes se mantiene alta.
AGO PA y el producto de extracción. El pumparound AGO (PA) en la casilla elimina una porción significativa de refrigeración inferior derecho de la columna para ayudar a condensar el producto hace y el aceite de lavado HACE enviado a la sección de lavado. El calor extraído en la sección AGO PA reduce el tráfico de vapor y el diámetro de la columna como resultado necesario de la sección de rectificación diluyentes la vez que proporciona mayor recuperación de calor que están disponibles en la sobrecarga de la columna.
La AGO retirada de la columna de vapor DRU es despojado de una stripper lado del producto para la reducción del punto de inflamación. El contenido del material TAN AGO es típicamente alrededor de 2 mg de KOH / g. Este contenido requiere TAN metalurgia acondicionadas para esta sección de la columna, así como para las partes calientes de la Autoridad Palestina AGO y circuitos de productos.
AGO sección de lavado. El grado de fraccionamiento necesario entre los productos de AGO y AR se basa el rendimiento de iones de destilado deseado de AGO y su punto final se determina bye asociadas con hidrógeno requiere el nivel del destilado para cumplir con las especificaciones del producto destilado y reducir al mínimo el material AGO en el producto AR. Los objetivos de la zona de lavado se para reducir al mínimo extremo HACE producto por rectificar el vapor de la zona del flash, y de AR-arrastrar en la zona de vapor flash. La tasa de lavado de aceite debe estar basada en la exigencia que rige entre la rectificación necesaria para la especificación de punto final y la AGO Overflash necesario para de-arrastre de AR / sólidos.
Minimizar el punto final para un rendimiento deseado mejorar la calidad del producto hace que se alimenta a una unidad de hidrotratamiento. La sección de lavado también minimiza la cantidad de sólidos/ultra finos, que puede causar muchos problemas con las materias primas betún extraído, de entrar en el sorteo de productos AGO.
El tipo seleccionado de lavado de aceite y el diseño de la sección de lavado interno es importante para asegurar que los objetivos enumerados se han logrado.
Minimizar el punto final para un rendimiento deseado mejorar la calidad del producto hace que se alimenta a una unidad de hidrotratamiento. La sección de lavado también minimiza la cantidad de sólidos/ultra finos, que puede causar muchos problemas con las materias primas betún extraído, de entrar en el sorteo de productos AGO.
El tipo seleccionado de lavado de aceite y el diseño de la sección de lavado interno es importante para asegurar que los objetivos enumerados se han logrado.
Overflash se define como el reflujo cierto, con exclusión de líquidos arrastrados que sale de la sección de lavado. Fraccionamiento buena entre los productos AGO y AR se logra mejor con una combinación de una superficie específica baja (la red) tipo de embalaje que se coloca como capa de fondo seguido de una superficie específica más alta (estructurado) tipo de embalaje como una capa superior. La combinación resultante mejora la capacidad del de-arrastre y fraccionamiento, manteniendo una altura razonable de lecho empacado y minimizar el ensuciamiento. El área abierta más grande (en relación a las bandejas) también permite el embalaje para manejar mejor un aumento repentino en la tasa de vapor, como un trastorno que puede ocurrir si un trago de agua líquida se realiza a través de la alimentación al calentador encendido.
Fondos de extracción. Faldas y mejora la extracción del fraccionamiento entre AGO y productos de AR y permite la disminución de la bobina de encendido del calentador de temperatura de salida (COT) o el aumento de la pre-flash para un rendimiento fijo del AGO. Las bandejas son los más adecuados para lograr múltiples etapas de fraccionamiento en esta sección.
Los fondos que pela sección requiere un diámetro más pequeño en relación con las secciones superiores basados en el vapor y la carga despojado de vapor de hidrocarburos. Sin embargo, para minimizar la altura de la columna, con un colector de diámetro completo es más práctico para la prestación del AR requiere tiempo de residencia de los productos. Un cilindro interno se puede utilizar con múltiples bandejas de paso (de preferencia de dos pasos) que reduzcan al mínimo líquido zonas estancadas cuenten con una superficie total activo y fracción que minimizar el ensuciamiento y maximizar la eficiencia de la bandeja.
Los fondos que pela sección requiere un diámetro más pequeño en relación con las secciones superiores basados en el vapor y la carga despojado de vapor de hidrocarburos. Sin embargo, para minimizar la altura de la columna, con un colector de diámetro completo es más práctico para la prestación del AR requiere tiempo de residencia de los productos. Un cilindro interno se puede utilizar con múltiples bandejas de paso (de preferencia de dos pasos) que reduzcan al mínimo líquido zonas estancadas cuenten con una superficie total activo y fracción que minimizar el ensuciamiento y maximizar la eficiencia de la bandeja.
CONSIDERACION TARGET DEL PREFLASH
Debido a la gran cantidad de diluyentes de transporte en la alimentación dilbit, un sistema de pre-flash se aplica con frecuencia. El predestello elimina una parte sustancial de este diluyentes para reducir el flujo a través del circuito de precalentamiento restante y el calentador encendido, así como para reducir el diámetro de la columna DRU.
Los parámetros de proceso principales implicados en la consecución de elevación destilado son diluyentes de deslizamiento (diluyentes que queda en la alimentación de la columna), extracción de vapor y el deber despedido-calentador en el COT admisible.
Los parámetros de proceso principales implicados en la consecución de elevación destilado son diluyentes de deslizamiento (diluyentes que queda en la alimentación de la columna), extracción de vapor y el deber despedido-calentador en el COT admisible.
Diluyente de deslizamiento y separación de vapor ayudar en la destrucción de material destilado en la alimentación de asfalto que permite una menor COT despedido-calentador o un aumento incremental en el rendimiento AGO. El COT dispararon calentador requiere para un funcionamiento fiable en el servicio de betún suele ser menor que la encontrada en el tratamiento de crudos convencionales de luz.
En consecuencia, la optimización de la meta de predestello requiere evaluar el impacto que la hoja de diluyentes y la tasa de separación de vapor se han disparado en el COT-calentador y el diámetro de la columna. Esta evaluación debería incluir también los costes asociados con la producción del vapor necesario y tratar el agua que resulta amargo producido. Estos conceptos en la optimización de la sección de pre-flash también se puede aplicar a la renovación de una unidad de destilación de crudo existentes (CDU) para descargar las porciones superiores de la columna y el sistema de columna de arriba. Estas áreas pueden convertirse en cuellos de botella debido a la nafta de alto contenido de dilbit alimenta, incluso con sistemas de procesamiento de predestello.
En consecuencia, la optimización de la meta de predestello requiere evaluar el impacto que la hoja de diluyentes y la tasa de separación de vapor se han disparado en el COT-calentador y el diámetro de la columna. Esta evaluación debería incluir también los costes asociados con la producción del vapor necesario y tratar el agua que resulta amargo producido. Estos conceptos en la optimización de la sección de pre-flash también se puede aplicar a la renovación de una unidad de destilación de crudo existentes (CDU) para descargar las porciones superiores de la columna y el sistema de columna de arriba. Estas áreas pueden convertirse en cuellos de botella debido a la nafta de alto contenido de dilbit alimenta, incluso con sistemas de procesamiento de predestello.
Los problemas del agua gratis. El agua libre que no se quita de un feed asfalto diluido puede causar daños importantes en el calentador encendido y / o de la columna DRU debido a la capacidad de la estufa para evaporar rápidamente el agua libre. Por lo menos, si el agua es inesperadamente presentes en las válvulas de control del calentador de la entrada, es probable que la forma de vapor, creando así el flujo de dos fases y las dificultades de control con el calentador de paso válvulas de control. Por consiguiente, una configuración de dos etapas pre-flash que elimina toda el agua de alimentación en el flash de la primera etapa ofrece un beneficio adicional. Con este diseño, en caso de un terminal de conexión de agua de alimentación de entrar en la unidad, el flash de la segunda etapa se reduce el riesgo de agua sin romper con el circuito de precalentamiento final aguas arriba del calentador encendido. Sin embargo, tanto de uno y de dos etapas de configuraciones pre-flash que están diseñados para un alto nivel de predestello diluyentes (es decir, las temperaturas más calientes predestello) funcionará con un margen por encima del punto de rocío de agua espera y, en consecuencia dará una cierta flexibilidad en la eliminación de un superior espera que el contenido de agua de alimentación.
Un contenido mayor de lo esperado del agua de alimentación afecta el rendimiento de la sección de pre-flash y al sistema de columna para ambas configuraciones pre-flash.
Un contenido mayor de lo esperado del agua de alimentación afecta el rendimiento de la sección de pre-flash y al sistema de columna para ambas configuraciones pre-flash.
Un mayor contenido de agua de alimentación va a alterar las temperaturas pre-flash y puede afectar la cantidad de diluyentes preflashed. El vapor de agua adicional que entra la sobrecarga de la columna la presión del sistema, aumentar la tasa de offgas (lo que resulta en una menor recuperación de diluyentes y posible emisión de gas a la antorcha) y aumentar significativamente la producción de ácido-agua que se puedan acumular en la cabeza del tambor. Estas consecuencias de la sección de pre-flash y al sistema de columna debe ser evaluado para determinar si los ajustes de diseño para minimizar estos impactos están garantizados.
COLUMNA DRU SUPERIOR DE DISEÑO DEL SISTEMA
Los objetivos del sistema de gastos son para condensar la sobrecarga de la columna DRU y los gastos generales predestello; reflujo columna de suministro, y separar el agua y los gases no condensables presentes debido a las grietas reacciones (descomposición térmica) en el enemigo disparó. Diseño del sistema de gastos debería mitigar la corrosión para maximizar la vida útil del equipo servicio que proporciona un diseño operativo confiable.
Los objetivos del sistema de gastos son para condensar la sobrecarga de la columna DRU y los gastos generales predestello; reflujo columna de suministro, y separar el agua y los gases no condensables presentes debido a las grietas reacciones (descomposición térmica) en el enemigo disparó. Diseño del sistema de gastos debería mitigar la corrosión para maximizar la vida útil del equipo servicio que proporciona un diseño operativo confiable.
VOCABULARIO.
Dilbit: formación de mezcla con un diluyente compuesto de condensados de gas o nafta (C5 +)
Synbit: formación de mezcla con un diluyente compuesto de crudos sinteticos.
Syndilbit: mezcla entre dilbit y synbit.
AR: Large atmospheric residue (residuo atmosferico)
CDU: Crude destilation unit (unidad de destilacion de crudo)
TAN: High total acid number (numero acido total)
DRU: Diluents recovery unit (unidad de recupero de diluentes)
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