Creation date in repository: 2020-12-21
Abstract: La refineria de petroli Asfalts Espanyols SA és una empresa que processa crus de petroli pesats i extra pesats amb l'objectiu d'obtenir destil·lats i betums asfàltics. En aquest Treball de Fi de Grau s'estudia la viabilitat de dues propostes destinades a solucionar el coll d'ampolla hidràulic present al tren d'intercanviadors previ a la destil·lació de cru. D'una banda, es dissenyarà un nou traçat de línies que redueixi la pèrdua de càrrega present al traçat d’aspiració a la bomba P-101. De l'altra, es dissenyarà un separador flash que extraurà els compostos més lleugers del cru per millorar l'intercanvi de calor. En primer lloc, el traçat de línies actual fa un recorregut cap a dos equips que es troben fora de servei, bypassejant aquests. La longitud d'aquest recorregut pot ser reduïda disminuint la pèrdua de càrrega, eliminant la parcial evaporació del fluid en l'aspiració, causant de que la bomba P-101 que es troba dins del tren d'intercanvi, caviti ocasionalment. En segon lloc, per donar amb la disposició i característiques internes òptimes del separador, es realitza un estudi per trobar la millor tecnologia disponible. Seguidament, es detalla el procés de dimensionament del separador flash, així com el seu sistema de control. Es tractarà d'un separador flash horitzontal, dotat d'un desnebulizador, un trencador de vòrtex, un deflector i un agent desemulsionant. Pel control del flash s'utilitzaran controls feedback i feedforward. També es realitza un estudi HAZOP, mitjançant el qual s'identifiquen i es dóna solució als diferents escenaris d'emergència que suposen un risc per a la normal operació de la planta, la salut de les persones i el medi ambient. En tercer lloc, es realitza un estudi d'aspectes ambientals amb la finalitat d'identificar si el medi ambient es veu afectat com a conseqüència d'implementar les propostes. L'estudi determina que l'afectació de les propostes que fa a l'avaluació del procés actual és mínima. Finalment, es realitza un estudi de viabilitat econòmica de les dues propostes. Es determina que el nou traçat de línies és viable, al solucionar pèrdues econòmiques de 30.000 €/any per atur de producció a causa de la cavitació ocasional de la bomba. Contràriament, el separador flash no ho és, atès que la necessitat de realitzar una aportació de vapor i desemulsionant, a més de la baixa reducció en el consum de gas natural, fa que hi hagin més despeses que beneficis. The petroleum refinery Asfaltos Españoles S.A, is a company that processes heavy and extra-heavy crude oils with the aim of obtaining distillates and asphalt bitumens. In this Final Degree Project, the viability of two proposals aimed at solving the hydraulic bottleneck present in the exchange train prior to the distillation of crude oil is studied. On the one hand, a new line layout will be designed to reduce the pressure drop present in the aspiration of the pump P-101, which is placed inside the exchangers train. On the other hand, a flash drum separator that will extract the lighter compounds from the crude separator to enhance heat exchange will be designed. Firstly, the current line layout travels towards two equipment that are currently out of service, bypassing these. The length of this layout can be reduced, reducing the pressure dross, which eliminates de partial evaporation of the oil in the aspiration, causing the pump P-101 to cavitate. Secondly, to find the optimal characteristics of the separator, a study is carried out to find the best available technology. Next, the sizing process of the flash drum separator is detailed, as well as its control system. It will be a horizontal separator, equipped with a demister, a vortex breaker, a deflector and a demulsifying agent. To control the flash, feedback and feedforward controls will be used. In addition, a HAZOP study is carried out, through which different emergency scenarios that pose a risk to the normal operation of the plant, people’s health, and the environment are identified and given solution. Thirdly, a study of environmental aspects, in order to identify if the environment if affected as a consequence of implementing the proposals, is carried out. The study determines that the impact of the proposals regarding the evaluation of the current process is minimal. Finally, an economic feasibility study of the two proposals is carried out. The new line layout is determined to be viable, as a result of solving the economic losses of 30000 €/year due to production disruptions due to pump cavitation. Contrarily, the flash drum separator is not feasible, since the need of adding vapor and demulsifier plus the low reduction of natural gas consumption turns the economic losses higher than the benefits. La refinería de petróleo Asfaltos Españoles, S.A. es una empresa que procesa crudos de petróleo pesados y extrapesados con el objetivo de obtener destilados y betunes asfálticos. En este Trabajo de Fin de Grado se estudia la viabilidad de dos propuestas destinadas a solventar el cuello de botella hidráulico presente en el tren de intercambiadores previo a la destilación de crudo. Por un lado, se diseñará un nuevo trazado de líneas que reduzca la pérdida de carga presente la aspiración de la bomba P-101, que está dentro del tren de intercambiadores. Por el otro, se diseñará un separador flash que extraerá los compuestos más ligeros del crudo para mejorar el intercambio de calor. En primer lugar, el trazado de líneas actual hace un recorrido hacia dos equipos que se encuentran fuera de servicio, baipasseando estos. La longitud de este recorrido puede ser reducida, disminuyendo la pérdida de carga, lo cual elimina la parcial evaporación del fluido en la aspiración, causante de que la bomba P-101 cavite. En segundo lugar, para dar con la disposición y características internas óptimas del separador, se realiza un estudio para encontrar la mejor tecnología disponible. Seguidamente, se detalla el proceso de dimensionamiento del separador flash, así como su sistema de control. Se tratará de un separador flash horizontal, dotado de un desnebulizador, un rompedor de vórtices, un deflector, y un agente desemulsionante. Para el control del flash se utilizarán controles feedback y feedforward. Además, se realiza un estudio HAZOP, mediante el cual se identifican y se da solución a distintos escenarios de emergencia que suponen un riesgo para la normal operación de la planta, la salud de las personas, y el medio ambiente. En tercer lugar, se realiza un estudio de aspectos ambientales con la finalidad de identificar si el medio ambiente se ve afectado como consecuencia de implementar las propuestas. El estudio determina que la afectación de las propuestas respecto a la evaluación del proceso actual es mínima. Por último, se realiza un estudio de viabilidad económica de las dos propuestas. Se determina que el nuevo trazado de líneas es viable, al solventar pérdidas económicas de 30.000 €/año por paro de producción a causa de la cavitación de la bomba. Contrariamente, el separador flash no lo es, dado que la necesidad de realizar un aporte de vapor y desemulsionante, además de la baja reducción en el consumo de gas natural, hace que los gastos sean mayores a los beneficios.
Subject: Enginyeria química
Language: spa
Subject areas: Enginyeria química Chemical engineering Ingeniería química
Department: Enginyeria Química
Student: Ramos Bersabé, Luis Miguel
Academic year: 2019-2020
Title in different languages: Debottlenecking hidràulic dels circuits d'una unitat integrada CDU / VDU Hydraulic debottlenecking of the circuits of an integrated unit CDU/VDU Debottlenecking hidráulico de los circuitos de una unidad integrada CDU / VDU
Work's public defense date: 2020-07-08
Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
Keywords: Separador flash, petroli cru, refineria Flash separator, crude oil, refinery Separador flash, petróleo crudo, refinería
Confidenciality: No
TFG credits: 12
Title in original language: Debottlenecking hidráulico de los circuitos de una unidad integrada CDU / VDU
Project director: Vendrell Siurana, Josep María
Education area(s): Enginyeria Química
Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)
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