Fecha de alta en el repositorio: 2019-11-22
Resumen: La empresa BASF SONATRACH PropanChem, S.A., ubicada en el polígono industrial Entrevies de Tarragona quiere instalar una unidad de lavado de propileno FCC en su planta de deshidrogenación de propano. Este corriente de propileno FCC proviene de un proceso de cracking catalítico y tiene una composición del 75% de propileno, un 22% de propano y un 3% de impurezas las cuales deben ser eliminadas. Principalmente, el arsénico se encuentra entre estas impurezas y este producto supone un veneno muy potente para el catalizador del proceso de deshidrogenación de la planta. Así pues, se ha tenido que diseñar un sistema de purificación de la corriente FCC que llega a la planta de Tarragona mediante barco desde Castellón. Se ha diseñado una serie de 3 adsorbidores en serie por los que se hace pasar la corriente de propileno a una temperatura de 25ºC y una presión de 18 bar, eliminándose así las impurezas de la corriente, esto se puede realizar gracias a los diferentes adsorbentes que son alúminas y que se encuentran en cada uno de los adsorbidores. En el primer adsorbidor eliminarán los compuestos oxigenados, los mercaptanos y el agua de la corriente de propileno; seguidamente en el segundo adsorbidor se producirá la adsorción del arsénico; y finalmente en el último adsorbidor es eliminarán el CO y CO2. Pasado el período de aproximadamente un mes, estos adsorbidores se encontrarán ya saturados, es decir, no podrán adsorber más compuestos, así pues, estos deberán ser regenerados. La regeneración tendrá lugar mediante un proceso llamado Temperature Swing Adsortion, este proceso se realiza mediante un ciclo de desadsorción a una temperatura más elevada que la adsorción para cambiar el equilibrio y conseguir que los compuestos adheridos al adsorbente, pasen al corriente de nitrógeno gas que circulará por la columna. De este modo, se ha realizado el diseño de los diferentes equipos requeridos para el proceso, excepto del horno, el cual es necesario para calentar el nitrógeno requerido para la regeneración. Dentro del sistema de adsorción se ha diseñado una bomba centrífuga que se encargará de impulsar el propileno FCC que es almacenado en el Parque de Tanques Exteriores hasta los adsorbidores en planta. Para el sistema de regeneración, se ha diseñado un compresor centrífugo que hace que el nitrógeno circule en un ciclo cerrado durante la regeneración. Este debe ser enfriado antes de volver a entrar en el compresor, así pues, se ha diseñado también un intercambiador de carcasa y tubos que disminuirá la temperatura de la corriente de nitrógeno que es recirculado. También se ha realizado el diseño del sistema de control de toda la planta y del sistema de tuberías. Además, se ha hecho también un estudio de impacto ambiental para determinar qué efecto causará en el medio la implantación de este proyecto y determinar las medidas a emprender. Para garantizar la seguridad en todo momento, se ha utilizado la metodología HAZOP para identificar los peligros y las situaciones de riesgo dentro del sistema de operación de la planta. Finalmente, para evaluar la viabilidad económica que supondrá la aplicación de este proyecto, se ha hecho un estudio económico en el que se han calculado dos indicadores económicos como son el Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR), obteniéndose un valor de 29 millones de euros y un 41.5%, respectivamente. También se ha hecho un estudio de sensibilidad económica para ver cómo afectarán pequeñas variaciones en algunos de los ítems considerados en el balance económico. BASF SONATRACH PropanChem, S.A. Company, located in the industrial complex of Entrevies in Tarragona, wants to install a purification unit of FCC propylene in the propane dehydrogenation plant. This flow of FCC propylene comes from a catalytic cracking process and has a composition of 75% propylene, 22% propane and 3% of impurities, which must be removed. Mainly, the arsine is between this impurities and this product represents a strong poison for the catalyst of the process of dehydrogenation. As a result, it have been designed a purification system of the FCC propylene that arrives at the plant of Tarragona by boat from Castelló. It is designed three serially adsorbents for which passes the propylene at 25 ºC and 18 bar of pressure, removing impurities from the stream, this can be done through to the different adsorbents that are aluminum found in each vessel. The first vessel removes oxygenated compounds, mercaptans and water of the stream; then, in the second it will be removed the arsine, and finally, in the last vessel it will be adsorbed CO and CO2. After a period of about a month, the adsorbents will be saturated, i.e., may not adsorb more compounds, so they must be regenerated. Regeneration takes place through a process called Temperature Swing Adsorption, this process is done through a series of desadsorption at a higher temperature than the adsorption to change the equilibrium and ensure that compounds adhered to the adsorbent, go to the stream of nitrogen that will flow through the column. Thus, it has been designed the various equipment required for the process except the oven, which is necessary to heat the nitrogen required for regeneration. Within the adsorption system is designed centrifugal pump that will promote the FCC propylene, which is stored in a tank outside the park to the vessel. For the regeneration system, it has been designed a centrifugal compressor that makes nitrogen circulates in a closed cycle during regeneration. This must be cooled before to enter again to the compressor, so it has also been designed a shell and tube heat exchanger to decrease the temperature of the nitrogen stream is recirculated. It has also carried out the design of the control system of the entire plant and the pipping system. In addition, it has also made an environmental impact study to determine what effect will have on the environment the implementation of this project and determine the measures to be taken. To ensure the process safety, it has been used Hazop methodology in order to identify hazards and risk situation within the system of operation of the plant. Finally, to assess the economic viability will mean the implementation of this project has been an economic study in which it has calculated two economic indicators such as Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (TIR), obtaining a value of 29 million of euros and 41.5%, respectively. There has also been done an economic sensitivity analysis to see how small changes affect some of the items considered in the economic balance. L’empresa BASF SONATRACH PropanChem, S.A., situada al polígon industrial Entrevies de Tarragona vol instal·lar una unitat de rentat de propilè FCC en la seva planta de deshidrogenació de propà. Aquest corrent de propilè FCC prové d’un procés de cràcking catalític i té una composició del 75% de propilè, un 22% de propà i un 3% d’impureses les quals han de ser eliminades. Principalment, l’arsà es troba entre aquestes impureses i aquest producte suposa un verí molt potent per al catalitzador del procés de deshidrogenació de la planta. Així doncs, s’ha tingut que dissenyar un sistema de rentat del corrent FCC que arriba a la planta de Tarragona mitjançant vaixell des de Castelló. S’ha dissenyat un tren de 3 adsorbidors en sèrie pels quals es fa passar el corrent de propilè a una temperatura de 25ºC i una pressió de 18 bar, eliminant-se així les impureses del corrent, això es pot realitzar gràcies als diferents adsorbents que són alúmines i que es troben en cadascun dels adsorbidors. En el primer adsorbidor s’eliminaran els compostos oxigenats, els mercaptans i l’aigua del corrent de propilè; seguidament el segon adsorbidor es produirà l’adsorció de l’arsà; i finalment en l’últim adsorbidor s’eliminaran els CO i CO2. Passat el període d’aproximadament un mes, aquests adsorbidors es trobaran ja saturats, és a dir, no podran adsorbir més compostos, així doncs aquests hauran de ser regenerats. La regeneració tindrà lloc mitjançant un procés anomenat Temperature Swing Adsortion, aquest procés es realitza mitjançant un cicle de desadsorció a una temperatura més elevada que l’adsorció per tal de canviar l’equilibri i aconseguir que els compostos adherits a l’adsorbent, passin al corrent de nitrogen gas que circularà per la columna. D’aquesta manera, s’ha realitzat el disseny dels diferents equips requerits per al procés, excepte del forn, el qual és necessari per escalfar el nitrogen requerit per a la regeneració. Dintre del sistema d’adsorció s’ha dissenyat una bomba centrífuga que s’encarregarà d’impulsar el propilè FCC que és emmagatzemat en un parc de tancs exterior fins a l’adsorbidor. Per al sistema de regeneració, s’ha dissenyat un compressor centrífug que fa que el nitrogen circuli en un cicle tancat durant la regeneració. Aquest ha de ser refredat abans d'entrar un altre cop al compressor, així doncs s’ha dissenyat també un bescanviador de carcassa i tubs que disminuirà la temperatura del corrent de nitrogen que és recirculat. També s’ha realitzat el disseny del sistema de control de tota la planta i del sistema de canonades. A més a més, s’ha fet també un estudi d’impacte ambiental per determinar quin efecte causarà en el medi la implantació d’aquest projecte i determinar les mesures a emprendre. Per tal de garantir la seguretat en tot moment, s’ha utilitzat la metodologia Hazop per identificar els perills i les situacions de risc dintre del sistema d’operació de la planta. Finalment, per avaluar la viabilitat econòmica que suposarà l’aplicació d’aquest projecte, s’ha fet un estudi econòmic en el qual s’han calculat dos indicadors econòmics com són el Valor Actual Net (VAN) i la Taxa Interna de Retorn (TIR), obtenint-se un valor de 29 milions d’euros i un 41.5% , respectivament. També s’ha fet un estudi de sensibilitat econòmica per veure com afectaran petites variacions en alguns dels ítems considerats en el balanç econòmic.
Materia: Enginyeria química
Idioma: cat
Áreas temáticas: Ingeniería química Chemical engineering Enginyeria química
Departamento: Enginyeria Química
Estudiante: Armengol Profitós, Marina
Curso académico: 2016-2017
Título en diferentes idiomas: Disseño de una unidad de purificación de propileno FCC Desing of a propylene FCC purification unit Disseny d'una unitat de rentat de propilè FCC
Fecha de la defensa del treball: 2017-06-16
Derechos de acceso: info:eu-repo/semantics/openAccess
Palabras clave: adsorción, propileno, purificación adsortion, propylene, purification adsorció, propilè, purificació
Confidencialidad: No
Créditos del TFG: 12
Título en la lengua original: Disseny d'una unitat de rentat de propilè FCC
Director del proyecto: Chillida Rabada, Josep Maria
Enseñanza(s): Enginyeria Química
Entidad: Universitat Rovira i Virgili (URV)
Repositori URV