UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad De Ingeniería Industrial Y Sistemas

PROCESOS INDUSTRIALES I

VISITA TÉCNICA A:

Nombre: Quequezana Flores Roger

Código: 20051180K

Profesor: ing. Hernán Parra Osorio

2008-I

I.-FUNDAMENTO TEÓRICO:

El petróleo

El petróleo (del griego: πετρέλαιον, "aceite de roca") es una mezcla compleja no homogénea de hidrocarburos insolubles en agua.

Es de origen orgánico, fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas, que depositados en grandes cantidades en fondos anódicos de mares o zonas lacustre del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos.

La transformación química (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante la día génesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros (líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas: rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolíferos.Puede presentar gran variación en diversos parámetros como color, densidad (entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml), gravedad, viscosidad, capacidad calorífica, etc. (desde amarillentos y líquidos a negros y viscosos). Estas variaciones se deben a las diversas proporciones presentes de diferentes hidrocarburos. Es un recurso natural no renovable, y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

REFINERIAUna refinería es una planta industrial destinada a la refinación de petróleo la cual, mediante un proceso adecuado, obtiene diversos combustibles fósiles capaces de ser utilizados en motores de combustión: gasolina, gasóleo, etc. Adicionalmente, y como parte natural del proceso, obtiene diversos productos tales como aceites minerales y asfaltos.

La PampillaUbicada en el distrito de Ventanilla, provincia del Callao, Refinería La Pampilla, inició sus operaciones hace más de 40 años. En 1996 gracias al proceso de apertura económica y promoción de la inversión privada, la compañía pasó a formar parte del grupo Repsol YPF Perú.

Desde entonces  el nivel tecnológico de los procesos y la calidad de sus productos han ido en constante aumento, gracias al intensivo programa de inversiones que se han orientado a la optimización de procesos, mejorar la capacidad de producción y contar con nuevas unidades que garantizan un proceso más seguro, confiable y cuidadoso con el medio ambiente.Repsol YPF Perú ha montado en la Pampilla nuevas instalaciones, tales  como el laboratorio de análisis de hidrocarburos más moderno de esta parte del continente, una planta de Cogeneración para el autoabastecimiento de energía eléctrica única en el país, una nueva planta de Vacío y unidad de Visbreaking para la producción de destilados medios como el Diesel, entre otros proyectos de gran envergadura que la ha convertido en la refinería de petróleo más importante y moderna del país.

Por otro lado, el abastecimiento de la refinería se realiza principalmente con crudos importados, especialmente de Ecuador, Venezuela, Colombia y Nigeria.Actualmente, Refinería La Pampilla tiene una capacidad de refinación de 102,000 barriles por día, lo que significa más de la mitad del volumen total de refino del país. Cabe mencionar también, que toda la producción se realiza y controla de forma automática desde la moderna Sala de Control Centralizada.

Las ventas de Refinería La Pampilla en el mercado nacional suponen una cuota de mercado en torno al 50%.

II.-DESCRIPCION DEL PROCESO DE REFINAMIENTO DE LA PAMPILLA:

Refinadora LA PAMPILLA cuenta con dos líneas de producción de refinamiento:La unidad de destilación 1, proviene de tecnología japonesa posee hornos redondos o circulares donde ingresan los productos crudos para luego pasar a la unidad de destilación; seguidamente a la unidad de vació.

Unidad de destilación 2, de procedencia francesa es menos complicada que la japonesa y los hornos que poseen son de forma rectangular

1. DESCARGA Y ALMACENAMIENTO

El petróleo es traído por unas embarcaciones con compartimientos especiales llamados petrolero los cuales varan en los puertos especiales de descarga del crudo para luego ser almacenados en unos tanques circulares los cuales están acondicionados para tomar todas las medidas de seguridad en lo que respecta a almacenamiento del crudo, pues como sabemos es un producto inflamable.

Los tanques se encuentran lejanamente ubicados y son del tipo techo fijo y/o techo flotante con el fin de evitar la formación de vapores. Todos los parámetros de inspección sobre los tanques son controlados desde el centro de controles automatizado.

2. DESALADORES Luego de los tanques el crudo es llevado hacia los desaladores por medio de unos conductos especialesdonde se eliminara las sales e impurezas que posee el petróleo crudo, pues luego estos pasaran a las unidades de Topping. Los sólidos en suspensión y las sales disueltas en muy pequeñas gotas de agua dispersas en el seno del crudo son extraídos en los desaladores.

¿Cómo se produce la operación de desalado?

El proceso de desalación consiste en precalentar el crudo para disminuir la viscosidad, inyectar agua de lavado, producir una mezcla intima entre ambos, contactarla con el agua residual del crudo y posteriormente separar el agua contendiendo la mayor proporción de impurezas. En definitiva se lleva acabo la disolución de las sales presentes en el crudo, generándose pequeños electrolitos (gotas), sensibles a las variaciones de un campo eléctrico.

Posteriormente se lo envía a un acumulador donde se hace fluir la corriente uniformemente a través de un campo eléctrico de alto voltaje (aprox. 20.000 V), generado por pares de electrodos. Las fuerzas eléctricas dentro del campo provocan que las pequeñas gotitas de agua coalezcan, formando gotas mas grandes que pueden decantar en el equipo. El crudo libre de sales (crudo desalado) sale por la parte superior del equipo.

Conductos que interconectan los

tanques con la planta

La coalescencia de las gotas en el desolador es provocada por fuerzas eléctricas generadas entre las gotas de agua. El campo eléctrico induce a que las pequeñas gotas se conviertan en dipolos eléctricos, que interactúan entre si generándose atracciones entre las gotitas agrupándose en gotas mayores, que pueden decantar por gravedad. El efecto del campo alternativo hace que las gotas se muevan (vibrando) en fase con el campo, lo que favorece la coalescencia de las gotas.

3. CALENTAMIENTO DE CRUDO (HORNOS):

Antes de entrar alas torres de destilación el crudo es calentado mediante hornos (rectangulares o circular unidad 1 y 2 respectivamente) el crudo es calentado indirectamente al circular por el interior de tuberías transmitiéndole el calor por medios de radiación y convección.

4. TORRE DE DESTILACIÓN:

EJEMPLAR DE UN

DESALADOR

HORNO RECTANGULAR

El crudo calentado en los hornos hace su ingreso alas unidades de destilación primaria donde por efecto del calentamiento el crudo (mezcla de hidrocarburos) comienza a separarse en sus componentes, en función de sus temperaturas de ebullición, aprovechando las diferencias de volatilidad de los mismos.

Como sabemos pampilla cuenta con dos unidades con capacidad de producción distinto como se muestra:

UNIDAD DE DESTILACIÓN CAPACIDAD1 34 KBD2 73 KBD

Podemos decir que el proceso comienza cuando la carga parcialmente vaporizada ingresa en la zona flash o zona de carga. Los hidrocarburos vaporizados ascienden por la columna de fraccionamiento a través de bandejas o platos de fraccionamiento, donde se contacta íntimamente líquidos y vapores, produciéndose la transferencia de masa y calor necesaria para fraccíonar los diferentes combustibles. Estos son extraídos lateralmente mediante platos colectores y enviados a torres despojadoras, strippers (para quitar gases), donde se ajusta el punto de inflamación de los cortes.

Los productos obtenidos en sus diferentes zonas según pesos son: Gas(gas combustible) GLP Gasolina Nafta Kerosene Diesel

ESQUEMA REPRESENTATIVO DE LA DESTILACIÓN

AGO Crudo reducido(hacia la unidad de vació)

5. INTERCAMBIADORES DE CALOR Y ENFRIAMIENTO:

Alguno de los productos salientes de la torre de destilación están calientes y en este estado no son seguro por su alta inflamabilidad, por ello se da un operación de enfriamiento atreves de los intercambiadores de calor de coraza y tubos, el cual es de forma circular y posee en su interior un haz de tubos (más de 200 aprox.). Seguidamente esta la torre de enfriamiento donde por efecto de ventiladores se enfría el producto a un nivel deseado.

6. UNIDADES DE VACÍO

PAMPILLA cuenta también con las unidades de vació para procesar el crudo reducido, que es la fracción más pesada en la destilación. Para ello cuenta con las dos unidades con las siguientes características:

UNIDAD DE VACÍO CAPACIDAD1 24 KBD2 36 KBD

En esta etapa el crudo reducido es calentado en los hornos para luego hacer su ingreso al UDV, las cuales están diseñadas para operar en condiciones termodinámicas adecuadas para destilar las fracciones pesadas del crudo sin que se produzca la descomposición térmica de los mismos. Para lograrlo se baja la presión de trabajo en la zona de carga de la columna de destilación. El Vacío es obtenido con eyectores de vapor. 

¿Conozcamos un poco mas de esta operación?

En esta unidad, la energía necesaria para vaporizar el crudo reducido es suministrada totalmente en hornos, diseñados para minimizar la perdida de carga (perdidas de presión) de modo de operar con la menor presión posible en los puntos donde se inicia la vaporización. La carga parcialmente vaporizada es enviada a la zona flash de la columna de destilación, donde se produce una corriente ascendente de vapores y otra descendente de líquidos. En estas columnas el princípío de operación es la condensación de los vapores.

ESQUEMA REPRESENTATIVO DE LA UNIDAD DE VACÍO

La torre tiene características particulares, que la diferencian de las fraccionadoras atmosféricas. Los dispositivos o elementos mecánicos para producir el contacto liquido vapor, son rellenos especiales (flexi rings, ubicados en lechos ordenados) que permiten incrementar la superficie de interface, favoreciendo la transferencia de masaEl diámetro de la columna es diferente en zona de condensación, respecto de la zona superior o inferior de la misma.

¿Qué es el FLEXIRING?FLEXIRING son unos empaques que permite incrementar la superficie de Interfase.

La zona de condensación o fraccionamiento tiene el mayor diámetro ya que las pérdidas de carga deben ser despreciables para mantener el Vacío homogéneo en la totalidad de la torre. La zona de cabeza es de diámetro menor ya que el caudal de vapores en esta zona es muy bajo debido a que los productos solo son obtenidos lateralmente y no por cabeza. El fondo de la columna tiene el menor diámetro, ya que se debe minimizar el tiempo de residencia del asfalto para evitar la descomposición térmica y formación de carbón en la torre.

Los productos obtenidos en esta operación son: LVGO HVGO R Vacío I (Visbreaking) R Vacío II (Planta de asfaltos)

7. ALMACENAMIENTO Y DESPACHO:

Ya almacenados los productos, están listos para su venta, específicamente los combustibles. Esta operación de se realiza a través de los contómetros y todo un sistema riguroso de comercialización.

Planta de Despacho

La Planta de Despacho de Refinería La Pampilla, ubicada en el área comercial, es una moderna instalación encargada de la distribución de productos petrolíferos al mercado nacional. Está compuesta por 8 nuevas isletas y cuenta con un moderno Cargadero Automatizado de Camiones Cisterna, totalmente automatizado, dotado del sistema de llenado por fondo (bottom loading) y de recuperación de vapores, reduciendo al mínimo la emisión de éstos a la atmósfera.

Cabe mencionar además, el despacho de Asfaltos, a través del cual se ofrece al mercado cemento asfáltico y asfaltos líquidos elaborados bajo las más estrictas normas de calidad ASTM (AMERICAN STANDARD TESTING OF MATERIALS) y

AASHTO (AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAYS AND TRANSPORTATION OFFICIALS). 

8. SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO Y AVANZADO

El Sistema de Control Distribuido y Control Avanzado, permite optimizar el control de las operaciones realizadas en la refinería y ha demandado el montaje de un moderno sistema de control digital informático diseñado para las unidades de procesos, tanques y sistemas de preparación de gasolinas y residuales. Por medio de este sistema único en el país y utilizando la tecnología más moderna del sector, se busca obtener una mayor estabilidad en los procesos, la optimización de calidad y rendimientos de los productos y establecer estrategias de control mediante aplicaciones informáticas especializadas.

CaracterísticaTodo este sistema viene implementado en pares así cuando falle uno de ellos el otro sistema lo reemplazara evitando paras y las inspecciones a tiempo de los procesos.

9. OTRAS TECNOLOGIAS

Cogeneración

La  Planta de Cogeneración, permite generar energía eléctrica para autoabastecer el 80% de la refinería. El mayor beneficio es la autonomía en el suministro de energía eléctrica que se obtiene, que permite un menor costo de este importante insumo.Asimismo ofrece mayor confiabilidad y continuidad al suministro al eliminar las pérdidas de producción que se tenía cuando se presentaban cortes intempestivos de la provisión de electricidad externa y un menor impacto ambiental, al sustituirse combustible residual por gas, con

ulterior menor consumo, obteniéndose mayor rendimiento en la generación.

MODERNIZACIÓN DEL LABORATORIO

El proceso de modernización del Laboratorio significó una inversión de casi millón y medio de dólares, lo que le permite a Repsol YPF contar con el laboratorio de hidrocarburos más moderno y mejor equipado del país. Como parte de este proceso de remodelación integral se han adquirido 25 equipos de última generación, entre los que destacan: destiladores automáticos, cromatógrafo de Gases, máquina para determinación del octanaje de gasolinas, etc. El laboratorio trabaja permanentemente utilizando un sofisticado y moderno software, denominado Sistema de Gestión de Laboratorio, el mismo que permite: automatizar la programación, registrar y controlar las muestras, brindando información rápida y oportuna, en cualquier fase del proceso industrial, a fin de optimizar la administración de la información, entre otras funciones.

UNIDADES DE VACÍO Y VISBREAKING

Las Unidades de Vacío y VISBREAKING, representan uno de los proyectos de mayor envergadura que se han realizado hasta el momento en Refinería La Pampilla y que ha permitido mejorar los niveles de conversión de residuales a destilados medios. Asimismo, la puesta en marcha de esta unidad generará excedentes exportables con mayor valor agregado (Gasóleos de Vacío). 

III.-DIAGRAMAS:

DIAGRAMA 1:

DIAGRAMA 2:

DIAGRAMA 3:

DIAGRAMA 4:

DIAGRAMA 5:

DIAGRAMA 6:

DIAGRAMA 7:

DIAGRAMA 8:

DIAGRAMA 9:

DIAGRAMA 10:

DIAGRAMA 11:

DIAGRAMA 12:

DIAGRAMA 13:

IV.-CONCLUSIONES:

El transporte del petróleo crudo es una operación muy riesgosa e implica mucha responsabilidad.

La materia prima en la refinería es el petróleo crudo y este es una fuente energética muy cotizada y no posee sustituto.

La Pampilla en la instalación más grande en lo que respecta a refinamiento del petróleo en todo el Perú.

La automatización en La Pampilla es en su totalidad y ello implica gran seguridad y una mayor calidad en lo que respecta a sus productos derivados del petróleo.

El sistema de control esta dado en pares evitando paras y las inspecciones a tiempo de los procesos.

El desarrollo del sistema de cogeneración permite el auto abastecimiento de energía eléctrica para optimizar los procesos y costos.

Como resultado del refinamiento se obtiene una gran diversidad de productos los cuales se emplean en muchos campos de nuestro entorno.

V.-RECOMENDACIONES:

Aun con los cuidados que se hacen en la descarga del crudo se contamina en cierto grado, se debe buscar una mejora.

Se debe implementar mas proceso de tratamiento en lo que respecta a eliminación de gases que son perjudiciales.

Se debe implementar con protectores auditivos a los operarios pues existe contaminación por efecto del ruido.

ANEXOS

Imágenes tanto como Fotos, Audio link´s y otros

www.manueljodar.com/pua/pua4.htmhttp://gustato.com/petroleo/destilacion.htmlhttp://www.imp.mx/petroleo/auxiliares.htm

http://www.cetmar.org/DOCUMENTACION/dyp/mareas_negras_catastrofes.htm