PRINCIPALES EQUIPOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO.pptx

equipos de fraccionamiento

1. TEMA 4 DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE PLANTAS DE FRACCIONAMIENTOS Octubre, 2016 Ing. Ninoska Paz PRINCIPALES EQUIPOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

2. Torre de fraccionamiento: son recipientes verticales diseñados para separar los componentes de mezcla donde el requisito físico es el de que tengan diferentes puntos de ebullición. Dependiendo de su diseño pueden fraccionar crudos, naftas, separar gases o productos de reacciones térmicas o catalíticas. Trabajan a presiones elevadas, levemente por sobre la atmosfera, o por debajo de esta como es el caso de las torres de vacio para destilar residuos atmosféricos

3. Condensador: Condensa los vapores que salen por la parte superior de la torre, enviando parte de este líquido como reflujo nuevamente a la torre y descargando el resto como producto destilado ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO En el caso de un producto de tope líquido se condensa todo el flujo de vapor (condensador total). Si el producto de tope es un vapor se condensa suficiente vapor para el reflujo (condensador parcial)

4. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO En un condensador total, todo el vapor que entra al condensador es condensado a líquido y retornado como reflujo a la columna teniendo la misma composición que el destilado o producto final de tope.

5. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO En un condensador parcial , solamente una parte del vapor que entra al condensador es condensada a líquido. En la mayoría de los condensadores parciales solamente el líquido suficiente se condensará y servirá como reflujo para la torre.

6. Tambor de destilado: proporciona un flujo estable de reflujo y producto de tope. Debe ser suficientemente como para absorber variaciones pequeñas en el flujo de condensación. Ayuda en la separación del vapor y el líquido. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

7. Rehervidor : Se emplean para proveer calor al fondo de una columna para destilar hidrocarburos livianos. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Son equipos esencialmente de casco y tubo, con un domo longitudinal para la extracción de los vapores, el medio de calentamiento puede ser vapor de agua o aceite

8. Su único propósito es el de vaporizar parte de los líquidos que están en el fondo de la torre produciendo vapores que fluyen desde el fondo hacia el tope de la torre. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Cualquier líquido que no se vaporice en el rehervidor pasa a ser producto de fondo.

9. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

10. Precalentador de la alimentación: El propósito de este equipo es el de incrementar el flujo de vapor en la sección de la torre localizada por encima de la alimentación. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO El vapor en la torre puede ser producido en el rehervidor (el cual pasa por todas los platos de la torre) o en el precalentador (el cual solo pasa por encima del plato de alimentación)

11. Dispositivos de contacto (plato o bandejas, relleno) : El propósito de los dispositivos de contacto es el de lograr el equilibrio entre las fases líquido y vapor. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Los platos o relleno en una torre están diseñados para mezclar el vapor ascendente y el líquido que desciende.

12. Este debe garantizar un contacto intimo vapor/líquido mediante el paso del vapor a través de los orificios y del nivel de líquido que se desplace por el plato. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Este nivel se mantiene mediante un dique o vertedero que descarga hacia el plato inferior por el bajante o tubo de rebose

13. Tipos de platos: Se pueden clasificar de acuerdo a: El manejo de los líquidos El manejo de los vapores ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

14. El manejo de los líquidos: los mas comunes son: ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO De un paso De dos pasos Dos pasos y cascada Flujo radial Tres pasos

15. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO chimenea Retiro total Retiro parcial

16. El manejo de los vapores: entre los mas importantes están: ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Platos de copas de burbujeo: es el mas difundido, se adapta fácilmente a variaciones apreciables de los caudales vapor/líquido

17. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

18. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Platos con válvulas: en este plato así equipado el vapor pasa por los orificios, empuja una válvula de desplazamiento vertical y sale con una trayectoria semejante a la que tendría con una copa de burbujeo

19. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

20. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Platos perforados: es el dispositivo mas sencillo para el contacto vapor/líquido. El área de contacto la constituye una bandeja con orificios circulares (8 a 15mm).

21. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Son de bajo costo, baja perdida de presión, si la carga disminuye se manifiestan fugas de líquidos por los orificios, secándose el plato por consiguiente

22. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Platos jet: es una variación de los platos perforados y opera bajo el mismo principio de mantener el nivel de liquido con la velocidad de los vapores, sin embargo disminuye el problema del arrastre. La perforación tiene forma de U levantada en ángulos de 20 ° a 30 °, mejorando el contacto. Tiene una buena eficiencia, siempre que los caudales no se alejen de los previstos en el diseño

23. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

24. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Sección de relleno: se usan para separa los constituyentes de una mezcla, por destilación o absorción. Las fases de vapor y líquido se encuentran en contacto a través de todo el lecho, del cual puede existir uno o mas en toda la torre. Están constituidos por una masa desordenada de elementos sólidos que desvían, alargan y obligan a formar películas de los fluidos en contacto

25. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO

26. ELEMENTOS DE UNA TORRE DE FRACCIONAMIENTO Platos de chimenea: es un tipo de plato acumulador o de decantación. Tiene gran capacidad de retención de líquido y puede estar provisto de controladores de nivel, indicadores y alarmas, así como de línea de salida

27. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Agujeros de drenaje: Por razones de operación y de seguridad los agujeros de drenaje o aliviaderos son construidos en los platos o en los vertederos en sitios donde el líquido pudiera acumularse, previendo un drenaje total durante una parada de la torre. Algo de líquido puede pasar hacia los agujeros mientras la torre está en operación, por lo tanto es importante que el tamaño, número y localización de los mismos sean cuidadosamente seleccionados.

28. Arrastre: El arrastre consiste en una dispersión fina o neblina de líquido en el plato, el cual comienza a ser arrastrado hacia el plato superior. Esto es causado por una excesiva velocidad del vapor a través de los orificios de los platos para una carga de líquido relativamente baja. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS

29. Capacidad máxima : La capacidad máxima es la carga máxima de vapor que la torre puede manejar, la cual depende principalmente de las propiedades del sistema. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Goteo ( Weeping ): El punto de goteo se define como el flujo de vapor al cual el líquido comienza a pasar a través de los orificios del plato en forma continua.

30. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Eficiencia de plato : Es una medida de la efectividad del contacto líquido–vapor en el plato. Expresa la separación que se tiene realmente en comparación con la separación que se obtendrá teóricamente en estado de equilibrio. El número de platos ideales (teóricos), es igual al número de platos no ideales (reales) multiplicado por la eficiencia del plato.

31. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Inundación : Es una condición inestable que implica una acumulación excesiva de líquido dentro de la torre. La altura de líquido en el bajante y en los platos aumenta hasta llenar toda la torre de líquido.

32. Plato teórico : Unidad teórica de contacto que representa una etapa ideal de destilación (etapa teórica), la cual cumple con las siguientes condiciones ideales: DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS opera en estado estacionario, obteniendo un producto líquido que entra a la etapa están perfectamente mezclados y en contacto íntimo; todo el vapor y líquido que sale de dicha etapa está en equilibrio a las condiciones de temperatura y presión de la misma.

33. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Flexibilidad operacional ( Turndown ratio): Se define como la relación entre la carga de vapor en operación normal (o diseño) y la carga de vapor mínima permitida. La mínima carga permitida generalmente está en el límite de goteo excesivo, mientras que la carga para operación normal está separada con un margen de seguridad del límite donde la inundación comienza a ser relevante.

34. DEFINICIONES DE DISEÑO APLICADAS A PLATOS Esta da a la torre un rango de operación que asegura un funcionamiento satisfactorio de los platos y por ende la calidad de los productos. Normalmente se toma como referencia que la eficiencia del plato permanezca aproximadamente en 90% de su valor máximo

35. Las eficacias para las torres de relleno deben basarse en ensayos experimentales con cada tipo y tamaño del relleno, además de los caudales y las propiedades del fluido, el diámetro de la columna, la presión de operación y el grado de dispersión del liquido. TORRE DE PLATOS FRENTE A TORRES DE RELLENOS Debido a la dificultad de dispersión en la torre de relleno, el diseño de las torres de platos es considerablemente mas de confianza

36. Las torres de platos se pueden diseñar para operar con amplios intervalos de caudales de líquidos sin anegamiento, el cual es un fenómeno es la capacidad de fluir de las dos fases en cantidad suficiente en dirección opuesta una de otra dentro del área del dispositivo de contacto TORRE DE PLATOS FRENTE A TORRES DE RELLENOS Si la operación implica el manejo de líquidos que contiene sólido dispersos, se prefiere el uso de una torre de platos, ya que los platos son mas accesibles para su limpieza.

37. Se prefieren las torres de platos si se requiere un enfriamiento entre etapas para eliminar calores de reacción o solución, ya que los serpentines de refrigeración pueden instalarse sobre los platos o las líneas de suministros del líquido de plato a plato pasarse a través de un refrigerante externo. TORRE DE PLATOS FRENTE A TORRES DE RELLENOS Cuando tienen lugar grandes cambios de temperatura, como en las operaciones de destilación, las torres de platos se prefieren con frecuencia, ya que la expansión o contracción térmica de los componentes del equipo podrían romper el relleno

38. Las torres de relleno son mas baratas y mas fáciles de construir que las torres de platos si han de manejar fluidos altamente corrosivos. TORRE DE PLATOS FRENTE A TORRES DE RELLENOS Se prefieren las torres de relleno si los líquidos tienen una gran tendencia a formar espumas La retención de liquido es considerablemente menor en las torres de relleno

39. Las perdidas de presión a través de las torres de relleno pueden ser menores que en la torre de platos diseñada para la misma operación, debido a esta ventaja hace las torres de relleno deseables para las operaciones a vacio TORRE DE PLATOS FRENTE A TORRES DE RELLENOS

40. Gracias por su atención

41. Trabajo del tema 3 Especifique las pruebas estandarizadas que se realizan a los productos y materia prima de una torre de fraccionamiento Normas ASTM para el control de la calidad Propiedades del crudo