Uso de empaques en columnas de destilación al vacío de petróleo

Abstract

Las columnas empacadas son una alternativa a las tradicionales columnas de platos, su uso en la industria química se ha limitado durante muchos años al contacto de gases y líquidos en técnicas de absorción. Su desarrollo, luego de inventado el primer empaque o anillo Raschig (1915) y después de los primeros trabajos teóricos realizados entre los años 1920 y 1930, ha sido bastante largo y ha requerido la acumulación de suficiente experiencia en muchas aplicaciones comerciales y plantas piloto. Generalmente, los trabajos académicos realizados sobre el tema no son tan valiosos para el establecimiento de procedimientos de diseño, ya que su aplicación directa es complicada por la falta de constantes físicas o químicas; o por estar basados en columnas pequeñas operando en condiciones de presión cercana a la atmosférica. Durante los últimos 8 años, se ha aceptado y difundido rápidamente el uso de columnas empacadas en servicios de destilación; habiéndose efectuado reemplazos de platos en columnas ya existentes, que han permitido aumentar la capacidad de procesamiento y lograr significativa disminución de costos operativos por consideraciones de ahorro de energía. En el capítulo # 1 de este trabajo, después de un breve resumen sobre aspectos de refinación de petróleo y una descripción de las unidades y columnas de destilación al vacio; se hace una comparación entre las columnas empacadas y las columnas de platos, finalizando con una descripción de los empaques comerciales disponibles. El capítulo # 2 abarca aspectos teóricos relacionados con los principios hidráulicos, la eficiencia, la retención de líquido y la distribución interna de flujos en lechos empacados. El objeto de estudio y aplicación de este trabajo es la Unidad de Destilación al Vacio de Refinería La Pampilla, la que es descrita en el capítulo # 3. La tecnología propuesta por la Compañia Glitsch Inc. Es seleccionada en base a los criterios expuestos en el capítulo # 4. Los conceptos de capacidad, eficiencia, caída de presión y transferencia de calor necesarios para el diseño de una columna empacada son presentados en el capítulo # 5. En el capítulo # 6 se hacen los cálculos de diseño para la columna empacada en la UDV de Refinería La Pampilla. Se toma como base la carga máxima alcanzada de 15000 BPD, concluyendo que esta columna puede alcanzar una capacidad de 19500 BPD y que puede procesar los 15000 BPD con ventajas operativas usando la tecnología de empaques en reemplazo de la de platos. Las dos principales recomendaciones derivadas de este trabajo, son que la nueva UDV contemplada en el proyecto de ampliación de Refinería La Pampilla, debe contar con una columna que use empaques en lugar de los platos convencionales; y que en las actuales condiciones del esquema de refinación, es prioritario contar con una Unidad Reductora de Viscosidad para el tratamiento de los fondos de las UDV.