Creation date in repository: 2019-12-13

Abstract: Las columnas de destilación superfraccionadoras son las utilizadas en la separación del propano-propileno en plantas de propileno o polipropileno. Estas tienen un gran consumo de energía a causa de la alta pureza requerida, las bajas volatilidades i las altas relaciones de reflujo. La solución más emprada es la destilación con recompresión mecánica de vapor (RCV). Un avance tecnológico reciente por parte de Toyo Engineering Corporation (Japón) es la de la integración interna del calor (HIDiC) donde se combina la recompresión del vapor con una operación adiabática. El proyecto incluye el diseño de un splitter propano-propileno para una planta existente de propileno en fase gas. La empresa tiene el objetivo de sustituir la convencional por otra de recompresión del vapor o por la de integración interna del calor. La finalidad del proyecto será el diseño de las tres alternativas con el objetivo de realizar una comparación de la rentabilidad de las tres opciones. Por llevar a cabo la comprobación o como mínimo la comparación objetiva entre las tres columnas de destilación, se parte de las bases de diseño del splitter con recompresión mecánica del vapor actualmente existente proporcionadas por la empresa, para las tres alternativas. Se presentan las condiciones del corriente de alimentación de propano-propileno hacia la columna de destilación y las especificaciones del producto. A partir de aquí, se han programado las tascas a realizar al largo del año de proyecto. En primer lugar, se realiza una recerca bibliográfica de cada una de las alternativas para conocer con más profundidad el funcionamiento. Seguidamente, se lleva a cabo la simulación del splitter con Aspen Hysys, empezando por la columna más sencilla, la convencional. Cuando se ha obtenido el diagrama de flujo se realiza el diseño mecánico de los equipos del proceso y el listado de tuberías, así como también se diseña la instrumentación y los diferentes sistemas de control obteniendo el P&ID. Esta parte comprende la nombrada ingeniería básica del proyecto, que es la parte principal. Seguidamente se realizan los estudios de seguridad, incluyendo un incidente BLEVE al acumulador de reflujo, un HazOp, el índice DOW y las zonas Atex, el estudio del impacte ambiental al que estará sometida la planta y finalmente la aplicación de los diferentes tipos de mantenimiento. Por último, se estima el coste de la unidad y la rentabilidad económica con tal de conseguir los resultados para poder demostrar qué opción sería la mejor. No se incluye el manual de operaciones ya que la finalidad del proyecto es la comparación de los tres casos de destilación superfraccionadora disponibles. Todas estas tascas se han realizado para las tres posibles soluciones. The superfractive distillation columns are used in the propane-propylene separations in propylene or polypropylene plants. These have a high energy consumption because of de high purity required, the low relative volatilities and the high reflux relations. The more used solution is the distillation with mechanical vapour recompression (MVR). A recent technological progress by Toyo Engineering Corporation (Japan) is the internally heat-integrated distillation column (HIDiC) where the vapour recompression and an adiabatic operation are combined. The project includes the design of a propane-propylene splitter for an existent plant of propylene in gas phase. The company has the objective of replacing this with another MVR or with a HIDiC. The purpose of the project is to design the three different alternatives to get a cost effectiveness comparative between them. To carry out the demonstration or at least the objective comparative between the three distillation columns, it starts with the current MVR design bases provided by the company, for the three alternatives. It presents the feed conditions of propane-propylene to the distillation column and the product specifications. From now on, the tasks to realise during the project year are planned. At first, a bibliographical investigation for the three alternatives is realised to know better how they work. Next, the simulation of the splitter is carried out by Aspen Hysys, beginning with the conventional column, which is more simple. Once the flux diagram is obtained, the mechanical design of the process equipment and the pipelines list are realised, as well as the instrumentation and the different control systems are realised too, obtaining the P&ID. This is the principal part of the project, called the basic engineering. Then, the security studies are realised, including a BLEVE incident in the reflux accumulator, a HazOp, the DOW index and the Atex zones, the study of environmental impact and finally the application of different types of maintenance. By last, the unit cost and the cost effectiveness are estimated to get the results and then show the better option would be the best. It’s not included the operation manual because the purpose of the project is the comparative of the three alternatives. All of this tasks are realised for the three solutions. Les columnes de destil·lació superfraccionadores són les utilitzades en la separació del propà-propilè en plantes de propilè o polipropilè. Aquestes tenen un gran consum d’energia a causa de l’alta puresa demandada, les baixes volatilitats relatives i les altes taxes de reflux. La solució més emprada és la destil·lació amb recompressió mecànica de vapor (RCV). Un avenç tecnològic recent per part de Toyo Engineering Corporation (Japó) (ref. 1) és la de la integració interna de la calor (HIDiC) (ref. 2) on s’hi combinen la recompressió del vapor amb una operació adiabàtica. El projecte comprèn el disseny d’un splitter propà-propilè per una planta existent de polipropilè en fase gas. Actualment existeixen un splitter convencional i un de recompressió del vapor. L’empresa té l’objectiu de substituir la convencional per una altra de recompressió del vapor o per la d’integració interna de la calor. nou. La finalitat del projecte serà el disseny de les tres alternatives amb l’objectiu de realitzar una comparació de la rendibilitat de les tres opcions. Per dur a terme la comprovació, o com a mínim la comparació objectiva d’entre les tres columnes de destil·lació, s’ha partit de les bases de diseny del splitter amb recompressió mecànica del vapor actualment existent, proporcionades per l’empresa, per a les tres alternatives. S’hi presenten les condicions del corrent d’alimentació de propà-propilè cap a la columna de destil·lació i les especificacions del producte. A partir d’aquí s’han programat les tasques a realitzar al llarg de l’any de projecte. En primer lloc es realitza una recerca bibliogràfica de cadascuna de les alternatives per tal de conèixer amb més profunditat el funcionament. Seguidament, es duu a terme la simulació del splitter amb Aspen Hysys, partint de la columna més senzilla, la convencional. Un cop obtingut el diagrama de flux es realitza el disseny mecànic dels equips del procés i el llistat de canonades, així com també es dissenya la instrumentació i els diferents sistemes de control obtenint el P&ID. Aquesta part comprèn l’anomenada enginyeria bàsica del projecte, que és la part principal. Seguidament es realitzen els estudis de seguretat, incloent un incident BLEVE a l’acumulador de reflux, un HazOp, l’índex Dow i les zones Atex, l’estudi de l’impacte ambiental al que estarà sotmesa la planta i finalment l’aplicació dels diferents tipus de manteniment. Per últim, s’estima el cost de la unitat i la rendibilitat econòmica per tal d’aconseguir els resultats per poder demostrar quina seria la millor opció. No inclou el manual d’operacions ja que la finalitat del projecte és la comparació dels tres casos de destil·lació superfraccionadora disponibles. Totes aquestes tasques s’han realitzat per als tres possibles solucions.

Subject: Enginyeria química

Language: cat

Subject areas: Ingeniería química Chemical engineering Enginyeria química

Department: Enginyeria Química

Student: Martí Estepa, Aleix

Academic year: 2017-2018

Title in different languages: Diseño de un splitter propano-propileno con integración interna del calor Design of a propane-propylene internally heat-integrated distillation column Disseny d'un splitter propà-propilè amb integració interna de la calor

Work's public defense date: 2018-06-20

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Confidenciality: No

TFG credits: 12

Title in original language: Disseny d'un splitter propà-propilè amb integració interna de la calor

Project director: Basco Montia, Josep

Education area(s): Enginyeria Química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)