Planta de Fraccionamiento Kepashiato

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULT FACULTAD DE INGENIERIA INGE NIERIA QUÍMICA E INGENIERÍA METALÚRGICA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

PLANTA DE FRACCIONAMIENTO EN KEPASHIATO

Documento de PETROQUIMICA. 20151. Cusco

lectura de UNSAAC.

INDUSTRIA SEMESTRE 

RESÚMEN  En el pr pres esen ente te tr trab abaj ajo o es

una un a co comp mpililac ació ión n de da dato toss y re revi visi sión ón

bibliográfi biblio gráfica ca sobre planta plantass de fracc fraccionami ionamiento ento de nues nu estr tro o pa pa!s !s""

LGN eist eistentes entes en

Lueg Lu ego o se procedi procedió ó #a #ace cerr un pe pe$u $ue% e%o o an anál ális isis is de la

demanda eistente para GL& en el &er'" Se describe y anali(a con mayor detalle algunos aspectos de dise%o) balance de materia) balance de energ!a) costo del depropani(ador y  consideraciones importantes) dentro de la planta" *inalmente se reali(a un an anál ális isis is de re rent ntab abililid idad ad de dell

proy pr oyec ecto to))

efec ef ectu tuan ando do al algu guna nass

recomendaciones acerca de la viabilidad del proyecto

2

CONTENIDO CAPITULO I: GENERALIDADES 1. In Int to! o!uc ucc" c"#n #n  

O$%&t"'os (. G) G)ss n) n)tu tu) )** +. G)s n)t n)tu)* u)* &n &* P& P&, , -. Co Co/os" /os"c"# c"#n n &* 0)s 0)s n)tu) n)tu)** . G)s *"c *"cu)! u)!o o !& /&t /&t#* #*&o &o .1.2Po/"&!)!&s .(.2Es/&c"3"c)c"on&s /)) *os /o!uctos & /o/)no .+.2Es/&c"3"c)c"on&s /)) *os /o!uctos !& $ut)no .-.2 Es Es/& /&c" c"3" 3"c) c)c" c"#n #n /) /)) ) Po o!u !uct ctos os M& M&4c 4c**) !& Bu But) t)no no 5 666 Po/)no 666  Po/)no 7. P*)nt P*)nt)s )s D& Poc&s)" Poc&s)"&nto &nto D& D& G)s N)tu)* N)tu)* En En E* P&, P&, 8. Co*un)s !& F)cc"on)"&nto 9. T" T"/os /os !& 3)cc" 3)cc"on) on)!o !o)s )s

CAPITULO II: ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP 1. S"tu)c S"tu)c"#n "#n En&0 En&0t"c) t"c) En Su!) Su!)"c "c)) (. S"tu)c S"tu)c"#n "#n En&0 En&0t"c) t"c) N)c"o N)c"on)* n)* +. Estu!"o Estu!"o D& M&c)!o M&c)!o D&* GLP En E* P&, 3

O3&t) D& GLP D&)n!) D& GLP Co&c")*"4)c"#n CAPITULO III: DISE;O PLANTA FRACCIONAMIENTO EN Un"!)!&s D& S"st&) D& L) P*)nt) -. B)*)nc& D& M)t&") En Los E?u"/os CAPITULO IV: An@*"s"s D& Costo D&* D&/o/)n"4)!o  1.2B)*)nc& Econ#"co To& D&/o/)n"4)!o) ) $ c ! & 3 0

C)*cu*o !&* costo !& *) co*un) ')c) C)*cu*o !&* costo !& )!"c"#n C)*cu*o !&* costo !& co/) 3.o.$ Costo !& co/) !& *os /*)tos Costo !&* con!&ns)!o  Est")c"#n !&* costo /)) "nt&c)$")!o&s !& c)*o Costo !&* &$o"*& 

CAPITULO V: SIMULACIN DEL PROCESO

4

CAPITULO I GENERALIDADES 1. INTRODUCCIN El Gas natural, proveniente de la zona de Camisea- La Convención Cusco, es uno de los recursos más importantes en la actualidad, no solo por las grandes ganancias que genera para el estado, sino por el desarrollo que trae consigo. Según el ministerio de energía  minas, se tiene planeado la construcción de una planta de !raccionamiento de gas en la localidad de "epas#iato, este proecto será !inanciado gracias al convenio suscrito entre el go$ierno regional  nacional. El proecto gasí!ero recogerá el gas del lote %& en un '((), del lote %* en un +)  el trillón de pies cú$icos de gas del lote && ', destinado eclusivamente para el uso residencial, ve#icular e industrial. Los líquidos recuperados del gas natural LG/0, !orman una mezcla multicomponente la cual se separa en !racciones de compuestos individuales o mezclados, mediante una operación de !raccionamiento. El presente tra$a1o, tiene por !inalidad descri$ir con amplitud el dise2o de procesos en la !utura 3lanta de 4raccionamiento en "epas#iato.

1.1.2OBETIVOS OBETIVO GENERAL: •

5ise2o de una planta de !raccionamiento en "epas#iato.

OBETIVOS ESPECIFICOS: • • • • • •

Capacidad de producción de la planta 6alance de masa 6alance de energía 5imensionamiento de la planta Costo de la torre depropanizadora Simulación de la planta

5

1

Ministerio energía y minas- Per 2. GAS de NATURAL Es un com$usti$le gaseoso constituido por una mezcla de #idrocar$uros livianos cuo componente principal es el metano C7+0. Se denomina con el t8rmino +Natural+  porque en su constitución química no interviene ningún proceso9 es limpio, sin color  sin olor. Se le agrega un odorizante para la distri$ución sólo como medida de seguridad.  : una presión atmos!8rica normal, si el gas natural se en!ría a una temperatura de - '';C aproimadamente, se condensa $a1o la !orma de un líquido llamado gas natural licuado G/L0. edio ?riente. 7ace miles de a2os, se pudo compro$ar que eistían !ugas de gas natural que prendían !uego al contacto con alguna c#ispa o similar, dando lugar a las llamadas @!uentes ardientes@. En 3ersia, Grecia o la Andia, que levantaron templos para prácticas religiosas alrededor de estas @llamas eternas@. Sin em$argo, estas civilizaciones no reconocieron inmediatamente la importancia de su descu$rimiento. 4ue en C#ina, alrededor del a2o B(( antes de nuestra era, donde se comprendió la importancia de este producto.  Los c#inos per!oraron el primer pozo de gas natural que se conoce en el a2o '' antes de nuestra era. El gas natural es considerado como un com$usti$le limpio. 6a1o su !orma comercializada, casi no contiene azu!re  virtualmente no genera dióidos de azu!re S?0. Sus emisiones de óidos de nitrógeno /o0 son menores a las generadas por el petróleo  el car$ón. Las emisiones de dióido de car$ono C?0 son in!eriores a la de otros com$usti$les !ósilesD

!"ente# Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'( )* )ng( Mar$o Antonio &a%%e Martine+

6

2

Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'( )* )ng( Mar$o Antonio &a%%e Martine+

3

3. GAS NATURAL P,R Segn ,"rogas emite 4/,N a 5/0 menos "e e% $arn y 25 a 3/0 menos "e e% 'etr%eo(

.

"i%%aama

!.!'! #i$ po%$aci&n &"s$o

Puno !.2() #i$ po%$aci&n  "%ia$a

!"2 #i$ po%$aci&n

Cuco !(2 #i$ po%$aci&n

Matarani

)%o

2)* #i$ po%$aci&n

Arequipa Moquegua

Tacna

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Fuen+e

. 

,

Fuen+e

OSINERMIN- .

,

OSINERMIN- .

&7MP7S)&)8N

9,L GAS NATURAL El gas natural se puede encontrar en !orma @asociado@, cuando en el acimiento aparece acompa2ado de petróleo, o gas natural @no asociado@ cuando está acompa2ado únicamente por  peque2as cantidades de otros #idrocar$uros o gases. La composición del gas natural inclue variedad de #idrocar$uros gaseosos, con predominio del metano, por so$re el B(),  en proporciones menores etano, propano, $utano, pentano  peque2as proporciones de gases inertes como dióido de car$ono  nitrógeno. La composición del gas varía según el acimiento.

Co/on&nt&

No&nc*)tu)

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Gas licua$le GL30

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Gas licua$le GL30

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Fuen+e, OSINERMIN-

". Gas Li$"ado 9e Petr%eo -GLP El t8rmino Gas Licuado de 3etróleoF descri$e un producto compuesto por uno o por la mezcla de los siguientes #idrocar$uros propano, propileno, iso$utano, $utano normal o los $utilenos. Estos #idrocar$uros son gases a presiones  temperaturas normales, sin em$argo son licua$les $a1o presión lo que !acilita enormemente su transporte  almacena1e. :l despresurizar el envase o recipiente donde están contenidos vuelven al estado gaseoso. El gas licuado de petróleo es una mezcla de #idrocar$uros volátiles, con!ormados principalmente por propano  $utano, o$tenidos del gas natural o de gases de re!inería, los cuales pueden ser almacenados  manipulados como líquidos por aplicación de una presión moderada a temperatura am$iente Ho descenso de temperatura. El GL3 se comercializa a granel  en recipientes portátiles de !orma cilíndrica comúnmente denominado $alón. Los requisitos de la calidad para el GL3 se encuentran en la norma t8cnica peruana recomenda$le /I3 D'.((*((  los requisitos para los recipientes portátiles en la /I3 D%(.('''BB%.

1/

4uente osinergmin

.1.2Po/"&!)!&s El GL3 de !uentes naturales consiste principalmente de propano, iso$utano  $utano normal. Sin em$argo el GL3 manu!acturado, es decir proveniente de los procesos de craqueo de re!inerías contiene además cantidades su$stanciales de propileno  $utilenos. :demás en el GL3 pueden estar presentes peque2as cantidades de etano, etileno, isopentano  pentano normal. La presión de vapor e1ercida por un GL3 a una temperatura dada depende de los porcenta1es  presiones de vapor de los gases individuales que lo componen. El GL3  todos los #idrocar$uros que lo componen son !ácilmente in!lama$les. Esta propiedad #ace sea usado como com$usti$le, se torne peligroso si no se lo mane1a correcta  cuidadosamente. Iodos los #idrocar$uros que componen el GL3 son más pesados que el aire  es importante tenerlo en cuenta porque cuando se escapa de un con!inamiento, especialmente en grandes cantidades, tiende a asentarse en las partes $a1as tales como sótanos, #uecos  otras cavidades.

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El GL3 producido del gas natural es incoloro, insípido e inodoro, por lo tanto de$e agregársele una su$stancia odorizante para que el olor sirva de aviso indicador de !ugas o escapes de gas  de que una posi$le mezcla eplosiva est8 presente. El GL3 no es tóico. Sin em$argo, donde eiste una alta concentración de gas a menudo #a de!iciencia de oigeno !alta de aire0  como '*) por volumen de oigeno es necesario para mantener la vida #umana el aire tiene ')0 la in#alación de altas concentraciones puede ser  peligrosa.  :unque el GL3 eiste en estado gaseoso $a1o condiciones normales de presión temperatura, puede licuarse prontamente de las siguientes maneras Jeduciendo la temperatura  :plicando presión Jeduciendo la temperatura  aplicando presión Luego puede ser transportado, almacenado  mane1ado !ácilmente como líquido, reteniendo todas las venta1as de un com$usti$le gaseoso. • • •

3or lo tanto es importante, si #a de usarse como un gas, que todos los #idrocar$uros que lo componen pasen a la !ase gaseosa a cualquier temperatura so$re sus puntos de e$ullición cuando descargan a la atmós!era.

.(.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& Po/)no La especi!icación esta$lecida para productos de propano está destinada a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto de 3ropano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para 3ropano 75-%, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.

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4uente ?sinergmin

.+.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& But)no La especi!icación esta$lecida para productos de $utano está destinada a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto de 6utano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para 6utano Comercial, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.

4uente ?sinergmin

.-.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos M&4c*) !& But)no 5 Po/)no La especi!icación esta$lecida para productos mezcla de $utano  propano está destinado a satis!acer los mercados locales e internacionales. El producto mezcla de 6utano  3ropano de$erá satis!acer los requisitos de la /orma G3: '+(-B para >ezclas Comerciales de 6utano  3ropano, con las ecepciones que se indican a$a1o en cursiva.

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Las mezclas de $utano  propano se #arán mediante la !usión de $utano  propano en las proporciones adecuadas para o$tener una relación de propanoH$utano de aproimadamente *(HD( so$re una $ase de volumen líquido.

4uente  ?sinergmin

(. PLANTAS 9, PR7&,SAM),NT7 9, GAS NATURAL ,N ,L P,R En el 3erú operan cinco plantas de procesamiento de gas natural, en donde se separan líquidos del gas seco  se o$tienen Gas Licuado de 3etróleo GL30, gasolinas naturales  gas natural seco, entre otros productos. Las plantas asociadas a la etracción del gas de Camisea son la planta de separación de gas natural  líquidos de >alvinas  la planta de !raccionamiento de líquidos en 3isco. Las capacidades de procesamiento de estas plantas son superiores a las de

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otras empresas. La 3lanta de >alvinas cuenta con una capacidad de procesamiento de ++( >>3C5, mientras que la 3lanta de 4raccionamiento en 3isco poseería una capacidad de procesamiento de %( >635K.

/Fuen+e, Per0pe+ro S.A.1 Per0pe+ro ucri%e con+ra+o por e$ $o+e "( con Conorcio Ca#iea1 No+a e prena1 '4*42*

'. &o%"mnas de !ra$$ionamiento

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La mezcla de producto recuperada de los procesos de gas, como la a$sorción o compresión, se separan en varios productos individuales utilizando un sistema de !raccionamiento. E>0 está desactualizada re!erente al $alance energ8tico nacional, lo cual no #a permitido realizar un análisis adecuado. El impulso que pueda dar el go$ierno a la eploración de

1:

acimientos de #idrocar$uros  la modernización de 3etroperú será !undamental para el desarrollo energ8tico del país. La situación energ8tica se desarrolla tomando como re!erencia la reserva, producción, o!erta, consumo, crecimiento del inventario energ8tico  desarrollo energ8tico según el siguiente detalle

Reservas Probadas de gas en  América atina 200! Fuente "#$%&A' 

Matriz energética de algunos países sudamericanos Fuente BP Statistics 2005

La producción de energía comercial registrada en el a2o ((% !ue +%(,+D IP, superior en D) respecto al ((+9 este ligero incremento se de$ió principalmente al aumento de la producción de gas  líquidos de gas9 la producción de petróleo en los últimos a2os #a mantenido su tendencia decreciente, de$ido a un menor rendimiento de los pozos en operación.

Reservas( producci)n * consumo de energías primarias  Fuente Ministerio de #nergía * Minas M#M 200+

+. ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP EN EL PERÚ 2/

OFERTA DE GLP /uestro país #a sido importador de GL3. En el ((', el +) de la demanda era cu$ierta con importaciones provenientes en su maoría de Nenezuela, siendo los principales importadores eta Gas  Jepsol. 3or otro lado, la producción nacional estuvo enca$ezada por 3etroperú Ialara0 con %&), seguido de Jepsol La 3ampilla0 con '), >aple ')  EE3S: con un %). Con el inicio de la eplotación del Gas /atural de Camisea, se espera revertir esta situación de$ido a la producción de GL3 a partir de los líquidos del Gas /atural.

DEMANDA DE GLP La demanda de GL3 en nuestro país #a eperimentado en los últimos a2os una nota$le epansión creciendo a tasas anuales promedio del orden del B). Esta epansión se #a producido a epensas de otros com$usti$les Qerosene, le2a0 que son !uentes energ8ticas de #ornos  maquinaria pesada en el ám$ito industrial  cocinas por el lado residencial.  :ctualmente el maor uso del GL3 es como com$usti$le residencial Ho comercial  en menor  grado como com$usti$le industrial  automotor. Lima es el departamento donde se consume la maor cantidad de GL3 para uso residencial con una participación del +D), seguido de 3iura, La Li$ertad  :requipa con ) cada uno. 5urante el ((+ la demanda interna de GL3 !ue de '& >65, de los cuales aproimadamente el &() se destinó a envasarlo en cilindros de'( Qilogramos. 7a$lar de GL3 en el país signi!ica #a$lar del GL3 que se envasa, distri$ue  comercializa en cilindro

P)t"c"/)c"#n En E* M&c)!o N)c"on)*J D& E/&s)s En')s)!o)s D& GLP E>3JES:

3?JCE/I:PE : /ANEL /:CA?/:L

R&/so*2So*0)s K&t) 0)s L") 0)s L*)) 0)s Ot)s

D( '+ ' B D%

4uente macroconsult, JE> 1ulio (( Ela$oración ?EE-?SA/EJG

21

•

COMERCIALIKACION.2

EL GL3 es su maor proporción es envasado en $alones de '( Qg de capacidad de manu!actura moderna destinado al consumo domestico,  en menor proporción se usan los cilindros con capacidad para +% Qg utilizados maormente en la actividad comercial como en restaurantes, panaderías, etc8tera, representando menos del %) del total envasado según el >inisterio de Energía  >inas >E>0

22

4uente >E/-?SA/EJG

CAPITULO III 23

DISE;O PLANTA FRACCIONAMIENTO EN acro región, al traer el GL3  otros com$usti$les desde la costa peruana. Esta planta, mermara el mercado de GL3, que domina el Consorcio desde sus plantas de !raccionamiento en 3isco 3Lercado 4inanciamiento

   

demanda diese, +*,((( m$d0, lo que

,((( 6$lsHdía, JS macro región sur0 Go$. Central, Go$. Jegional  >unicipalidades.

(.2D&sc"/c"on D&* Poc&so.2 Cons"!&)c"on&s /)) &* !"s&o: El propósito del !raccionamiento es o$tener de una mezcla de #idrocar$uros líquidos, ciertas !racciones que como productos de$en cumplir especi!icaciones. 3ara separar un corriente liquida de #idrocar$uros en varia !racciones, se requiere una torre de destilación por !racción. El número total de columnas de destilación depende de la com$o!"c"+n del al"mento   del n,mero de $roducto! a !er recu$erado . En un sistema en el cual se recupera GL3 mezcla de CD  C+0,  C%T, se requiere un mínimo de  columnas de destilación para la separación siguiente 

Separar el GL3  los C %T.

24

El equipo de procesamiento de la planta será dise2ado con un !actor de so$re dise2o del '().  :ntes de #acer cualquier cálculo en un pro$lema de !raccionamiento, se de$e determinar la presión de operación de la torre.

!".'"5+

>

.) #

4.

CAPITULO IV

An@*"s"s D& Costo D&* D&/o/)n"4)!o 

@ALANCE ECONOMICO TORRE DEPROPANIADORA Para rea$iBar $o iguien+e c$cu$o e u+i$iBo co#o +e;+o %ae arren Seier e+ a$1 Prouc+ An Proce Deign Princip$e1 2a eici&n. a CLCGLO DEL COSTO DE COLGMNA ?ACA ,% 'eso  F% de'ender@ de %a orienta$in de% desti%adorH "ti%i+ando %os datos de %a Ig"ra 16(13 Se oserJan %as e$"a$iones de a$"erdo a %a orienta$in#

Peo $%

 $%

co+o e co$u#na Jac8a  co+o e co$u#na Jac8a 

&J Eori+onta% &* *erti$a%

*!2(!. ( 121561( 32 132:2( 13

,n n"estro $asoH e%egimos %a $o%"mna Jerti$a%( % CLCGLO DEL COSTO DE ADICIN 9e'ender@ de% di@metro de% re$i'iente en e% $aso de %os Cori+onta%es de "n ;a$tor e='erimenta% dado en 'iesH mientras "e de %os Jerti$a%es de %a %ongit"d y di@metro(

Di#e+ro 5+ Longi+u 5+ Co+o e aici&n 

D L &PL

.)! 6/(// 1./.:( /2 4

,% 'eso en %a $orre%a$in de'ende de% es'esor de %a 'ared de %a $ora+a# A a%tas 'resiones es s"I$iente estimar $ostos as"miendo "e e% es'esor de %a $ae+a es ig"a% a% de %a $ora+a( 9e donde L es %a %ongit"d de% $i%indro y %a densidad de% a$ero a% $arn es 4:/%