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HYSYS - DESTILACION DE CRUDO

Simulación de Columnas de Destilación de Crudo

Manuel Del Villar

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Expectativas del Curso

Caracterización de Fracciones de Petróleo Construcción del modelo de una Columna de

Destilación de Crudo Especificaciones en una Columna de Crudo Propiedades Físicas

– Corrientes internas– Corrientes externas

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Abriendo el HYSYS

Abriendo el HYSYS – Ir a Inicio (Start)– Programas (Programs)– AEA Technology– HYSYS:Proces 2.2.0– Entrada (Enter)

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Abriendo HYSYS

Abriendo un Archivo:– File– Simulación en Blanco (Nueva)– Simulación Existente

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Abriendo HYSYS (Cont.)

Seleccionar “File” Seleccionar “New Case”

New

Case

File

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Definiendo el modelo Termodinámico

La siguiente pantalla aparece y se deberá Definir: La Termodinámica. Los componentes.

Botón para Adicionar Componentes y definir

la Termodinámica

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Seleccionar “Add” y se sobre-pondrá una ventana

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Modelos Termodinámicos en HYSYS EOS’s. Se refiere a las Ecuaciones de Estado

Manejadas por el HYSYS. Típicamente estas Ec. De Estado nos son útiles para simular sistemas basados en hidrocarburos a moderadas y altas temperaturas y presiones. (Ej. Metano, Etano, Propano, etc.)

Activity Models. Se refiere a los modelos de Solución Basados en el calculo de los coeficientes de Actividad, estos modelos nos son útiles para simular sistemas altamente no ideales a moderadas condiciones de temperatura y presión. (Ej. Químicos, Aldehidos, Cetonas, Etheres, Agua, alcoholes, etc)

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Ecuaciones de Estado en HYSYS GCEOS Lee-Kesler Plocker MBWR Peng Robinson PRSV Sour PR Sour SRK Soave Redlich Kwong Zudkevitch Joffe

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En la mayoría de los casos se usara una ecuación de estado, y la mas recomendada es la de “Peng-Robinson”

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Seleccionando Componentes

Ya definida la termodinámica, el siguiente paso es seleccionar los componentes que conforman nuestro sistema, para ello hay que cambiarnos al Menú “Componentes”

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Ya en el Menú “Componentes, hay que seleccionar de la lista de componentes disponibles los componentes en nuestro sistema y después presionar el botón “Add Pure”

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Una ves seleccionados los componentes, hay que cerrar esta ventana dando un clic con el botón izquierdo del Mouse en el botón con una cruz en la parte superior derecha de nuestra ventana.

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Regresamos a nuestra ventana anterior y esta nos muestra en la ventana de paquetes actuales de propiedades físicas que tenemos 8 componen-tes y se seleccionó a la Ec. de Edo. de Peng-Robinson.

Enter Oil Manager.

Va al Administrador de Crudos.

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Fracciones de Petróleo

Administrador de Fracciones de Petróleo (Crudos)

Va al Medio Ambiente del Administrador de Crudos.

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Administrador de Crudos.

Presionar el botón Add para caracterizar un nuevo Crudo.

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Ambiente de Caracterización

Curvas de Densidad

Propiedades Globales

Tipo de Ensayo

Ligeros

Curvas de Peso Molecular

Curvas de Viscosidad

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Caracterizar la mezcla de Crudo identificada con la siguiente información:

– Análisis de ligeros Datos del Crudo• Componente % Vol.

Agua 0.0 P.M. 203.38 Etano 0.050 Sp.Gr. 0.8449 Propano 0.210 FCW 11.66 I-Butano 0.630 n-Butano 1.430 I-Pentano 1.840 n-Penatno 1.760

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Destilación del Crudo.

– % Vol. TBP °F P.M. Dens Lb/Ft3• 0 -4.9 27.066 20.095• 2 43.9 62.719 37.042• 5 96.5 72.151 39.300• 10 174.3 96.766 43.128• 15 224.5 111.558 45.005• 20 268.4 124.446 46.871• 30 345.6 150.250 48.931• 40 433.8 185.794 50.005• 50 429.6 227.819 52.174• 60 631.4 279.619 54.142• 70 750.7 350.277 55.749• 80 908.3 451.787 58.112• 90 1143.7 602.854 62.223• 95 1330.4 689.357 67.089• 98 1547.7 779.172 70.606• 100 1575.0 845.843 72.947

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– Alimentar Bulk Properties Bulk

PropertiesDensidad Estándar

Peso Molecular

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Ambiente de Caracterización Light Ends

Ligeros

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Ambiente de Caracterización Destilación

de la Mezcla

Unidades de la Destilación

Alimentar la destilación, Presionar el Boton “Edit Assay”

Tipo de Destilación

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Destilación de la Mezcla

Tabla para alimentar la Destilación de la Mezcla

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Ambiente de Caracterización– Peso Molecular

Alimentar el Peso Molecular, Presionar el Boton “Edit Assay”

Peso Mol de la Mezcla

Unidades de la Destilación

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Ambiente de Caracterización– Peso Molecular

Tabla para alimentar el Peso Molecular de la

Mezcla

Peso Mol de la Mezcla

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Ambiente de Caracterización– Densidad

Alimentar el Peso Molecular, Presionar el Boton “Edit Assay”

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Ambiente de Caracterización– Densidad

Tabla para alimentar la Densidad de la Mezcla

Densidad de la Mezcla

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Ambiente de Caracterización– Propiedades aun no calculadas

Curvas de trabajo

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Curva de Destilación TBP Alimentada

Botón para calcular nuestro Assay

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Botón para calcular nuestro Assay

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Ambiente de Caracterización Salir

Curvas de trabajo calculadas y completas

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Ambiente de Caracterización– Una ves calculado nuestro Assay, hay que definirlo

en “Cut/Blend”, para posteriormente instalarlo en nuestro diagrama de flujo.

Menú para el mezclas y cortes de Assay

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Adicionar una nueva mezcla

Mezclas (Assays) Disponibles

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Aparece nuestro Assay

Hay que adicionar nuestro Assay

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Ambiente de Caracterización Assay Mezclado

Assay Calculado

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Ambiente de Caracterización Curvas de diferentes

destilaciones

Diferentes curvas Calculadas a partir de la TBP de nuestro Assay

Nos indica que nuestra mezcla a sido

calculada.

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Ambiente de Caracterización– Diagrama de Distribución.

Nafta

Keroseno

Diesel Ligero Residuo

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Ambiente de Caracterización Salir

Comparativo del Ajuste de nuestro

Aassay

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Instalación de nuestro Aassay

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Definir la corriente en donde se instalara la composición de nuestro Assay

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Retorna al ambiente de Caracterización

Corriente con la caracterización de

nuestro Assay

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Retorna al ambiente de Simulación

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Ambiente de Simulación

Corriente Feed conteniendo la caracterización de nuestro Assay

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Caracterización consistente en la incorporación de 18 componentes

hipotéticos incluyendo su composición.

Light Ends

Corriente con nuestra caracterización

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Ambiente de Simulación Definir Temperatura, presión y Flujo

Propiedades físicas calculadas para la corriente

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Destilación de Crudo

Ambiente de SimulaciónSe selecciona una columna del

tipo Absorbedor ReflujadoColumna Instalada.

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Ambiente de SimulaciónEn caso de Condensación total o

parcial, se puede adicionar el decantador como una extracción

de agua

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Ambiente de SimulaciónEspacio para nuestra

corriente de Agua

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Alimentación

DecantadorVapor de

Agotamiento

Carga Térmica del Condensador

Producto en Fase Vapor

(Nafta)

Fondos

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Perfil de Presiones

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Ambiente de SimulaciónPerfil de

Temperaturas

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Estimado de la Relación de Reflujo

Estimado del Destilado Vapor

Unidades del Estimado del

Destilado Vapor

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Armando la Columna de Crudo• Alimentar una Corriente de Energía

Alimentar la Corriente de Energía

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Armando la Columna de CrudoCorriente de Energía definida previamente

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Armando la Columna de Crudo

Corriente de Energía en la Zona de Flash

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Hoja de Operaciones

Laterales

Menú de Agotadores Laterales

Para adicionar un agotador lateral presionar el Botón

Add

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Armando la Columna de CrudoAgotador

Lateral No. 1Agotador Lateral

No. 2

Presionar el Botón Install

Vista del Agotador ya Instalado

Agotador Lateral No. 3

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Vista de nuestra Pagina de Agotadores

Laterales

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Armando la Columna de Crudo• Instalando los PumpArounds

Menú de PumpArounds

Presionar el Botón Add

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Armando la Columna de CrudoMenú del Primer

PumpAround

Etapa de Extracción

Presionar el Botón Install

Etapa de Retorno

Flujo de Reflujo

Diferencial de Temperaturas

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Armando la Columna de CrudoMenú del Segundo

PumpAround

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Menú de PumpArounds

Salir

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Armando la Columna de Crudo Vista de nuestra Columna en el Diagrama de Flujo Principal

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Armando la Columna de CrudoVista de nuestra Columna en el Diagrama de Flujo del Medio

Ambiente de la ColumnaPumpArounds

Agotadores Laterales

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Pagina “Design”

Menú “Monitor”

Especificaciones

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Armando la Columna de Crudo• Checando las Especificaciones de nuestra Columna de

Crudo

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Checando Especificaciones

• Columna sin Operaciones Laterales Flujo del Destilado Vapor (Nafta)

• Side Stripper No. 1 Flujo de Keroseno Carga Térmica

• Side Stripper No. 2 Flujo del Diesel Ligero

• Side Stripper No. 3 Flujo de Diesel Pesado

• Pump Around No. 1 Carga Térmica Reflujo

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• Pump Around No. 2 Carga Térmica Reflujo

• Intercambiador en Zona de Flash Carga Térmica

Total 10 Especificaciones en la columna de Crudo

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Definiendo Especificaciones

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Checando Especificaciones Especificaciones modificadas de acuerdo con nuestros

requerimientos

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Presionamos “Run” para correr nuestra columna

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Corriendo la Columna

Columna convergida

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Añadiendo un “Adjust”

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Columna Resuelta

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Añadiendo y Checando Especificaciones Especificación Requerida de los Productos

– Keroseno• “Cut Point” Temp. al 95% Vol = 470°F

– Diesel Ligero• “Cut Point” Temp. al 95% Vol = 613°F

– Diesel Pesado• “Cut Point” Temp. al 95% Vol = 735°F

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Añadiendo y Checando Especificaciones

Seleccionar “Column Cut Point”

Cambiar la Identificación de la EspecificaciónDefinir la Etapa en

donde se requiere esta especificación

Definir el Tipo de Especificación

Definir las Unidades del Flujo

Definir la fase en donde aplicara la Especificación

Definir el Punto de Corte “Cut Point”

Alimentar el Valor de la Especificación

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Especificación del Diesel Ligero

Especificación del Diesel Pesado

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Observe que en este caso no hay diferencias entre las Especificaciones definidas y las calculadas por el Simulador, pero en caso de tener alguna

diferencia, habría que recalcular la columna.

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Checando Especificaciones– Dar doble clic al icono de la corriente “Kerex”– Cambiar a la hoja de “Attachments”– Presionar el Botón “Create”

Hoja de “Attachments”

Menú de “Utilities”

Presionar el Botón “Create”

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Checando Especificaciones– Aparece el Menú de Utilerias

• Seleccionar en este menú la Utileria “BP Curves”• Presionar el Botón “Add Utility”

Presionar el Botón para adicionar Utilerias

Utileria de Curvas de Puntos de Ebullición

“Boiling Points Curves”

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Checando Especificaciones– Una ves presionado el botón “Add Utility” nos aparece

el siguiente menú

Cambiar el nombre de la Utileria para una mejor

identificación.

Cambiarnos a la pagina “Performance”.

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Checando EspecificacionesTemperatura ASTM D-86 al 95% para el Keroseno

Menú de Resultados.

Curva de Destilación ASTM D-86

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Menú de Propiedades

Criticas.

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Menú de Propiedades Frías o “Cold Properties.

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Menú de Gráficos.

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