Simulación y evaluación de principales problemas operativos en la operación de columnas de destilación de petróleo

Abstract

Las refinerías de petróleo cumplen un rol fundamental en la producción y formulación de productos derivados del petróleo, en tal sentido, existen en el Perú dos grandes empresas del sector hidrocarburos que se encargan principalmente de este negocio, siendo una de estas Petróleos del Perú S. A. la cual se encarga de operar dos refinerías de petróleo en la costa del Perú, estas son Refinería Talara y Refinería Conchán, con una capacidad de procesamiento de 65,000 y 15,500 BPD respectivamente en sus unidades de destilación primaria. En el presente informe se ha desarrollado la simulación de una unidad de destilación primaria de capacidad de 15,500 BPD que permita destilar de manera optimizada el petróleo crudo y obtener la mayor cantidad de destilados medios de este, y de esta manera ser eficiente y rentable a quien la opere. Para la simulación de esta columna de destilación primaria se ha tomado como base uno de los petróleos crudos que se usan con frecuencia en las refinerías del Perú, este es el crudo oriente ecuatoriano, el cual por su naturaleza presenta altos rendimientos de destilados medios. Actualmente en el Perú se presenta un escenario en el que existe una alta demanda de destilados medios esto debido a que la matriz energética del país está en base a destilados medios, por tal motivo es necesario contar con columnas de fraccionamiento que permitan maximizar la producción de destilados medios y especialidades, como son el solvente N° 1 y N° 3. En el caso de solvente Nº 1 y Nº 3 es necesario mejorar la flexibilidad de cambio de producción de un escenario a otro, que permita cumplir holgadamente con la demanda de mercado, minimizando la degradación de producto. También, para flexibilizar la producción de solvente Nº 1 y Nº 3 y producir destilados medios con buen flash point, es necesario evaluar el número de platos en la zona de rectificación de gasolina y solvente. En el presente trabajo de suficiencia profesional se realiza la simulación de una columna de destilación primaria de baja capacidad donde se maximicen los rendimientos de destilados medios y exista flexibilidad de operación ante diferentes escenarios de procesamiento de crudos, de tal manera que permita cumplir con las necesidades de mercado a futuro, también permita cumplir con los requerimientos de carga sin presentar problemas típicos en las unidades de destilación primaria de petróleo crudo. Asimismo, se muestran algunos problemas típicos que se pueden presentar durante la operación de columnas de destilación y las alternativas operativas para hacer frente a estos problemas y garantizar una adecuada operación sin poner en riesgo los equipos y la calidad de los productos.

Petroleum refineries play a fundamental role in the production and formulation of petroleum products, in this sense, there are two large companies in the hydrocarbons sector in Peru that are mainly responsible for this business, being one of these Petróleos del Perú SA the which is responsible for operating two oil refineries on the coast of Peru, these are Talara Refinery and Conchán Refinery, with a processing capacity of 65,000 and 15,500 BPD respectively in their primary distillation units. For this case study, a low capacity primary distillation unit has been taken as a reference in which a calculation process is developed to simulate a primary distillation unit that allows to increase the processing capacity and produce a larger quantity of distillates of greater market value In this case, a calculation model has been developed to simulate a primary distillation unit with a capacity not exceeding 15,500 BPD that allows optimized distillation of crude oil and obtain the highest amount of middle distillates from it, and thus be efficient and profitable to whoever operates it. For the simulation of this primary distillation column, one of the crude oils that are frequently used in the refineries of Peru has been taken as a base, this is the Ecuadorian crude oil, which by its nature has high yields of medium distillates. Currently in Peru there is a scenario in which there is a high demand for medium distillates this because the country's energy matrix is based on medium distillates, for this reason it is necessary to have fractionation columns that maximize production of Medium distillates and specialties, such as solvent No. 1 and No. 3. In the case of solvent No. 1 and No. 3, it is necessary to improve the flexibility of production change from one scenario to another, allowing to comfortably meet the demand for market, minimizing product degradation. Also, to make flexible the production of solvent No. 1 and No. 3 and produce medium distillates with a good flash point, it is necessary to evaluate the number of dishes in the gasoline and solvent rectification zone. In the present work of professional sufficiency the simulation of a column of primary distillation of low capacity is carried out where the yields of medium distillates are maximized and there is flexibility of operation before different scenarios of crude processing, in such a way that it allows to meet the needs From market to future, it also allows to fulfill the load requirements without presenting typical problems in the primary distillation units of crude oil. Likewise, studies show typical problems that occurred during the operation of distillation columns and the operational alternatives to address these problems and ensure proper operation without jeopardizing equipment and product quality.