UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIOABAD DEL CUSCOFACULTAD DE
INGENIERIA QUMICA E INGENIERAMETALRGICACARRERA PROFESIONAL DE
INGENIERA QUMICADocumento de lectura de INDUSTRIAPETROQUIMICA.
UNSAAC. SEMESTRE20151. CuscoPLANTA DE FRACCIONAMIENTOEN
KEPASHIATORESMENEn el presente trabajo es una compilacin de datos y
revisinbibliogrfica sobreplantas de fraccionamiento de LGN
eistentes ennuestro pa!s" Luego se procedi #acer un pe$ue%o anlisis
de lademanda eistentepara GL& en el
&er'"Sedescribeyanali(aconmayor
detallealgunosaspectosdedise%o)balancedemateria) balancedeenerg!a)
costodel depropani(ador yconsideraciones importantes) dentro de la
planta" *inalmente se reali(aun anlisis de rentabilidad del
proyecto) efectuando algunasrecomendaciones acerca de la viabilidad
del proyecto2CONTENIDOCAPITULO I: GENERALIDADES1.
Into!ucc"#nO$%&t"'os(. G)s n)tu)*+. G)s n)tu)* &n &*
P&,-. Co./os"c"#n &* 0)s n)tu)*1. G)s *"cu)!o !&
/&t#*&o1.1.2Po/"&!)!&s1.(.2Es/&c"3"c)c"on&s
/)) *os /o!uctos &/o/)no1.+.2Es/&c"3"c)c"on&s /)) *os
/o!uctos !& $ut)no1.-.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos
M&4c*) !& But)no 5666 Po/)no7. P*)nt)s D&
Poc&s)."&nto D& G)s N)tu)* En E* P&,8.Co*u.n)s
!& F)cc"on)."&nto9. T"/os !& 3)cc"on)!o)sCAPITULO II:
ESTUDIO DE MERCADO DEL GLP 1. S"tu)c"#n En&0:t"c) En
Su!).:"c)(. S"tu)c"#n En&0:t"c) N)c"on)*+. Estu!"o D&
M&c)!oD&* GLP En E* P&,3 O3&t) D& GLP
D&.)n!) D& GLP Co.&c")*"4)c"#nCAPITULO III: DISE;O
PLANTA FRACCIONAMIENTO
ENUn"!)!&sD&S"st&.)D&L)P*)nt)-. B)*)nc& D&
M)t&") En Los E?u"/osCAPITULO IV: An@*"s"s D& Costo D&*
D&/o/)n"4)!o1.2B)*)nc& Econ#."co To&
D&/o/)n"4)!o))A C)*cu*o !&* costo !& *) co*u.n) ')cB)$A
C)*cu*o !&* costo !& )!"c"#ncA C)*cu*o !&* costo !&
co./) 3.o.$!A Costo !& co./) !& *os /*)tos&A Costo
!&* con!&ns)!o3A Est".)c"#n !&* costo /))
"nt&c).$")!o&s !& c)*o 0A Costo !&*
&$o"*&CAPITULO V: SIMULACICN DEL PROCESO4CAPITULO
IGENERALIDADES1. INTRODUCCICNEl Gasnatural,
provenientedelazonadeCamisea- LaConvencinCusco, esunodelosrecursos
ms importantes en la actualidad, no solo por las grandes ganancias
que genera parael estado, sino por el desarrollo que trae
consigo.Segn elministerio de energa minas, se tiene planeado la
construccinde unaplanta de!raccionamiento de gas en la localidad de
"epas#iato, este proecto ser !inanciado gracias alconvenio suscrito
entre el go$ierno regionalnacional.El proecto gas!ero recoger el
gas del lote %& en un '((), del lote %* en un +,)el trilln
depies c$icos de gas del lote &&', destinado e-clusivamente
para el uso residencial, ve#icular eindustrial. Los lquidos
recuperados del gas natural .LG/0, !orman una mezcla
multicomponente la cual
seseparaen!raccionesdecompuestosindividualesomezclados,
medianteunaoperacinde!raccionamiento. El presente tra$a1o, tiene
por !inalidad descri$ir con amplitud el dise2o de procesos en la
!utura3lanta de 4raccionamiento en
"epas#iato.1.1.2OBDETIVOSOBDETIVO GENERAL: 5ise2o de una planta de
!raccionamientoen "epas#iato.OBDETIVOS ESPECIFICOS: Capacidad
deproduccin de la planta 6alance de masa 6alance deenerga
5imensionamiento de la planta Costo de la torre depropanizadora
Simulacin de la planta52. GAS NATURALEs un com$usti$le gaseoso
constituido por una mezcla de#idrocar$uroslivianos cuocomponente
principal es elmetano .C7+0. Se denomina con el t8rmino +Natural+
porque en suconstitucinqumicano interviene ningn proceso9 es
limpio, sin color sin olor. Se le agregaun odorizante para la
distri$ucin slo como medida de seguridad.: una
presinatmos!8ricanormal,siel gas natural se en!ra auna
temperaturade -',';Capro-imadamente, se condensa $a1o la !orma de
un lquido llamado gas natural licuado .G/L0.edio ?riente. 7ace
miles dea2os, se pudo compro$ar que e-istan !ugas de gas natural
que prendan !uego al contacto conalguna c#ispa o similar, dando
lugar a las llamadas @!uentes ardientes@. En 3ersia,Grecia o
laAndia, que levantaron templos para prcticas religiosas alrededor
de estas @llamas eternas@. Sinem$argo, estas civilizaciones no
reconocieron inmediatamente la importancia de sudescu$rimiento. 4ue
enC#ina, alrededor del a2o B(( antes de nuestra era, donde
secomprendilaimportanciadeesteproducto. Losc#inosper!oraronel
primer pozodegasnatural que se conoce en el a2o C'' antes de
nuestra era.El gas natural es considerado como un com$usti$le
limpio. 6a1o su !orma comercializada, casino contiene
azu!revirtualmente no genera di-idos de azu!re .S?C0. Sus emisiones
de -idosde nitrgeno ./o0 son menores a las generadas por el
petrleoel car$n. Las emisiones dedi-ido de car$ono .C?C0 son
in!eriores a la de otros com$usti$les !silesD61 Ministerio de
energa y minas- Per!"ente# Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'(
)* )ng( Mar$oAntonio &a%%e Martine+ 3.GAS NATURAL ,N P,R-.2
Pro$esamiento de% Gas Nat"ra%- &a'( )* )ng( Mar$o Antonio
&a%%e Martine+ 3 Segn ,"rogas emite 4/ a 5/0 menos 1"e e%
$ar23n y 25 a 3/0 menos 1"e e%
'etr3%eo(TacnaArequipaMoqueguaCuco&"s$o4"i%%a2am2a5"%ia$aMatarani)%o!.!"2
#i$ po%$aci&n!.!'! #i$ po%$aci&n!(2 #i$ po%$aci&n2)*
#i$ po%$aci&nPuno!.2() #i$ po%$aci&n6Fuen+e ,OSINERMIN-
...&7MP7S)&)8N9,L GAS NATURAL Elgasnaturalsepuedeencontrar
en!orma@asociado@, cuandoenel acimientoapareceacompa2ado de
petrleo, o gas natural @no asociado@ cuando est acompa2ado
nicamente porpeque2as cantidades de otros #idrocar$uros o gases.La
composicin del gas natural inclue variedad de #idrocar$uros
gaseosos, con predominio delmetano, por so$reel B(),
enproporcionesmenoresetano, propano, $utano, pentanopeque2as
proporciones de gases inertes como di-ido de car$ononitrgeno. La
composicindel gas vara segn el acimiento.Co./on&nt&
No.&nc*)tu) Co./os"c"#n EFA Est)!o N)tu)*M&t)no C7+
B%,(& GasEt)no CC7+ C,'+ GasPo/)no CD7& (,CB Gas licua$le
.GL30:Fuen+e ,OSINERMIN- .But)no C+7'( (,'' Gas licua$le
.GL30P&nt)no C%7'C (,(+ lquido=&G)no C,7'+ (,('
lquidoN"t#0&no /C ',B+ GasG)s C)$#n"co C?C (,DB GasFuen+e
OSINERMIN- .Fuen+e, OSINERMIN-".Gas Li$"ado 9e Petr3%eo -GLPEl
t8rmino EGas Licuado de 3etrleoF descri$e un producto compuesto por
uno o por la mezclade los siguientes #idrocar$urosG propano,
propileno, iso$utano, $utano normal o los $utilenos.Estos
#idrocar$uros son gases a presionestemperaturas normales, sin
em$argo son licua$les$a1o presin lo que !acilita enormemente su
transportealmacena1e. :l despresurizar el envase orecipiente donde
estn contenidos vuelven al estado gaseoso.El gas licuado de petrleo
es una mezcla de #idrocar$uros voltiles,
con!ormadosprincipalmenteporpropano$utano, o$tenidosdel gasnatural
odegasesdere!inera, loscuales pueden ser almacenadosmanipulados
como lquidos por aplicacin de una
presinmoderadaatemperaturaam$ienteHodescensodetemperatura. El
GL3secomercializaagranel
enrecipientesporttilesde!ormacilndricacomnmentedenominado$aln.
Losrequisitos de la calidad para el GL3 se encuentran en la norma
t8cnica peruana recomenda$le/I3 DC'.((*GC((Clos requisitos para los
recipientes porttiles en la /I3 D%(.(''G'BB%. 1/4uenteG
osinergmin1.1.2Po/"&!)!&sEl GL3 de !uentes naturales
consiste principalmente de propano, iso$utano$utano
normal.Sinem$argoel GL3manu!acturado, esdecir
provenientedelosprocesosdecraqueodere!inerascontieneadems
cantidades su$stancialesde propileno$utilenos.
:demsenelGL3puedenestar presentespeque2ascantidadesdeetano,
etileno, isopentanopentanonormal.La presin de vapor e1ercida por un
GL3 a una temperatura dada depende de los porcenta1es presiones de
vapor de los gases individuales que lo componen. El GL3todos los
#idrocar$urosque lo componen son !cilmente in!lama$les. Esta
propiedad #ace sea usado como com$usti$le, setorne peligroso si no
se lo mane1a correctacuidadosamente.Iodos los #idrocar$uros que
componen el GL3 son ms pesados que el airees importante tenerloen
cuenta porque cuando se escapa de un con!inamiento, especialmente
en grandes cantidades,tiende a asentarse en las partes $a1as tales
como stanos, #uecosotras cavidades.11El GL3 producido del gas
natural es incoloro, inspido e inodoro, por lo tanto de$e
agregrsele unasu$stancia odorizante para que el olor sirva de aviso
indicador de !ugas o escapes de gasde queuna posi$le mezcla
e-plosiva est8 presente.El GL3 no es t-ico. Sin em$argo, donde
e-iste una alta concentracin de gas a menudo
#ade!icienciadeo-igeno.!altadeaire0como'*)porvolumendeo-igenoesnecesarioparamantener
la vida #umana .el aire tiene C')0 la in#alacin de altas
concentraciones puede serpeligrosa.:unqueel GL3
e-isteenestadogaseoso$a1ocondicionesnormalesdepresintemperatura,puede
licuarse prontamente de las siguientes manerasG Jeduciendo la
temperatura :plicando presin Jeduciendo la temperaturaaplicando
presinLuego puede ser transportado, almacenadomane1ado !cilmente
como lquido, reteniendo todaslas venta1as de un com$usti$le
gaseoso.3orlotantoes importante,si #a deusarsecomo ungas, quetodos
los #idrocar$urosquelocomponenpasenala!asegaseosaacualquier
temperaturaso$resuspuntosdee$ullicincuando descargan a la
atms!era.1.(.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& Po/)noLa
especi!icacin esta$lecida paraproductos de propano est destinada a
satis!acer losmercados locales e internacionales. El producto de
3ropano de$er satis!acer los requisitos
dela/ormaG3:C'+(-BCpara3ropano75-%,
conlase-cepcionesqueseindicana$a1oencursiva.124uenteG
?sinergmin1.+.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos !& But)noLa
especi!icacin esta$lecida para productos de $utano est destinada a
satis!acer losmercados locales e internacionales. El producto de
6utano de$er satis!acer los requisitos de la/ormaG3:
C'+(-BCpara6utanoComercial,
conlase-cepcionesqueseindicana$a1oencursiva. 4uenteG
?sinergmin1.-.2Es/&c"3"c)c"#n /)) Po!uctos M&4c*) !&
But)no 5 Po/)noLa especi!icacin esta$lecida para productos mezcla
de $utanopropano estdestinado a satis!acer los mercados locales e
internacionales. Elproducto mezcla de6utano3ropanode$ersatis!acer
losrequisitosdela/ormaG3:C'+(-BCpara>ezclas Comerciales de
6utano3ropano, con las e-cepciones que se indican a$a1oen
cursiva.13Las mezclas de $utanopropano se #arn mediante la !usin de
$utanopropano enlas proporciones adecuadas para o$tener una relacin
de propanoH$utano deapro-imadamente *(HD( so$re una $ase de volumen
lquido.4uenteG ?sinergmin(.PLANTAS 9, PR7&,SAM),NT7 9, GAS
NATURAL ,N ,L P,R-En el 3er operan cinco plantas de procesamiento
de gas natural, en donde se separan lquidosdel gas secose o$tienen
Gas Licuado de 3etrleo .GL30, gasolinas naturalesgas naturalseco,
entre otros productos. Las plantas asociadas a la e-traccin del gas
de Camisea son laplanta de separacin de gas naturallquidos de
>alvinasla planta de !raccionamiento delquidos en 3isco. Las
capacidades de procesamiento de estas plantas son superiores a las
de14otras empresas. La 3lanta de >alvinas cuenta con una
capacidad de procesamiento de ++(>>3C5,
mientrasquela3lantade4raccionamientoen3iscoposeeraunacapacidaddeprocesamiento
de %( >635K./Fuen+e, Per0pe+ro S.A.1 Per0pe+ro ucri%e con+ra+o
por e$ $o+e "( con Conorcio Ca#iea1 No+a 2e prena1
3'43*4233*'.&o%"mnas de !ra$$ionamiento15La mezcla de producto
recuperada de los procesosde gas, como la a$sorcin o compresin, se
separanen varios productos individuales utilizando unsistema de
!raccionamiento.E>0 est desactualizadare!erente al$alance
energ8tico nacional, lo cual no #apermitidorealizar
unanlisisadecuado. El impulsoquepuedadar el
go$iernoalae-ploracinde1:acimientos de #idrocar$uroslamodernizacin
de3etroperser!undamental paraeldesarrollo energ8tico del pas.La
situacin energ8tica se desarrolla tomando como re!erenciaG la
reserva, produccin, o!erta,consumo, crecimientodel
inventarioenerg8tico desarrolloenerg8ticosegnel siguientedetalleGLa
produccin de energa comercial registrada en el a2o C((% !ue +%(,+D,
IP, superior en D)respecto al C((+9 este ligero incremento se de$i
principalmente al aumento de la produccindegaslquidosdegas9
laproduccindepetrleoenlosltimosa2os#amantenidosutendencia
decreciente, de$ido a un menor rendimiento de los pozos en
operacin.+.ESTUDIO DE MERCADODEL GLP EN EL PER 2/Matriz energtica
de algunos pases sudamericanos Fuente BP Statistics 2005Reservas
Probadas de gas en Amrica atina 200!Fuente "#$%&A'Reservas(
producci)n * consumo de energas primarias Fuente Ministerio de
#nerga * Minas M#M 200+OFERTA DE GLP/uestro pas #a sido importador
de GL3. En el C((', el +,) de la demanda era cu$ierta
conimportaciones provenientes en su maora de Nenezuela, siendo los
principales importadoresGLeta GasJepsol. 3or otrolado,
laproduccinnacional estuvoenca$ezadapor 3etroper.Ialara0
con%&),seguido de Jepsol .La 3ampilla0 con C'), >aple
',)EE3S: con un %). Con el inicio de la e-plotacin delGas /atural
de Camisea, se espera revertir esta situacinde$ido a la produccin
de GL3 a partir de loslquidos del Gas /atural. DEMANDA DE
GLPLademandadeGL3ennuestropas#ae-perimentadoenlosltimosa2osunanota$lee-pansin
creciendo a tasas anuales promedio del orden del B).Esta e-pansin
se #a producido a e-pensas de otros com$usti$les .Qerosene, le2a0
que son!uentes energ8ticas de #ornosmaquinaria pesada en el m$ito
industrialcocinas por el ladoresidencial.:ctualmente el maor uso
del GL3 es como com$usti$le residencial Ho comercialen menorgrado
como com$usti$le industrialautomotor. Lima es el departamento donde
se consume lamaor cantidad de GL3 para uso residencial con una
participacin del +D), seguido de 3iura,La Li$ertad:requipa con ,)
cada uno. 5urante el C((+ la demanda interna de GL3 !ue de '&
>65, de los cuales apro-imadamente el&() se destin a
envasarlo en cilindros de'( Qilogramos. 7a$lar de GL3 en el pas
signi!ica#a$lar del GL3 que se envasa, distri$uecomercializa en
cilindroP)t"c"/)c"#nEn E* M&c)!o N)c"on)*J D& E./&s)s
En')s)!o)s D& GLP4uenteG macroconsult, JE> 1ulio
C((CEla$oracinG ?EE-?SA/EJG21E>3JES: 3?JCE/I:PE : /ANEL
/:CA?/:LR&/so*2So*0)s D(K&t) 0)s '+L".) 0)s 'CL*).) 0)s
BOt)s D% COMERCIALIKACION.2ELGL3es sumaor proporcin es envasado en
$alones de '(Qgde capacidad demanu!acturamodernadestinadoal
consumodomestico, enmenorproporcinseusanloscilindros con capacidad
para +% Qg utilizados maormente en la actividad comercial como
enrestaurantes, panaderas, etc8tera, representando menos del %) del
total envasado segn el>inisterio de Energa>inas
.>E>0224uenteG >E/-?SA/EJGCAPITULO III23DISE;O PLANTA
FRACCIONAMIENTO EN acro regin, al traer el GL3otroscom$usti$les
desde la costa peruana.Estaplanta, mermarael
mercadodeGL3,quedominael
Consorciodesdesusplantasde!raccionamientoen3isco.3LJS .macro regin
sur04inanciamiento GGo$. Central, Go$.
Jegional>unicipalidades.El
equipodeprocesamientodelaplantaserdise2adoconun!actor deso$redise2o
del '().:ntes de #acer cualquier clculo en un pro$lema de
!raccionamiento, se de$edeterminar la presin de operacin de la
torre. CC W Sistemas de Aluminacin8todo de s#irasGDr.c3
1(3256/4323.3ropano (.,+n-$utano (.C+n-pentano (.(Bn-#e-ano (.(C1
c. /(536:32.63c" -/(/4664:3:.c( a < -/(2/65:521.8 El m9todo de
!:"ra! no! d"ce )ue !" un com$onente e!t( $or enc"ma de 1 e!t( en
elde!t"lado.Calculando la volatilidad promedio con las
volatilidades de los componentes clave a latemperatura
promedioGCPCLKK Calculando el nmero de platos mnimo mediante el
m8todo de 4ensQeGNm12Calculando el re!lu1o mnimoG METODO DE
UNDERMOORD Si un gas .vapor0 est a punto deempezar a condensar su
primera gota de lquido, el gas se conoce como gas saturado
.vaporsaturado0. El terminosaturadoquieredecir
lomismoquevaporlquidoseencuentranenequili$rio uno con otro.0 1 1 1
LVqmin1 RXiDi i+
qXiFi i 1= >!.!336componentes
volatilidadvolatilidadpromedio
CD +.*% C+ C.% C.CC% (.&C%C,T (.D,C%R #in>
3.33Nc)*cu*)n!o &* &3*u%o #/t".o:3ara poder realizar el
clculo de J optimo, se calcularon losvalores de '.C, '.D '.+'.%,
veces el re!lu1o mnimo, el valor que representa el costo minino
dela columna, ser el J optimo.
Rop+i#o!.23.3()!''**)Rop+i#o!.3/(3:665:4:6Rop+i#o!../(42:54/::6Rop+i#o!."/(46/2224:.Suponiendo
!lu1os internos constantes para toda la columna. :nalizando una
etapa de$a1o del plato !inal o$tenemos en siguiente $alance de
materiaLn D VmR D LnDLnR+ * ;c@*cu*o !& *os 3*u%os "nt&nosR
o/t" Ln V.1/(3661..::611.77189O9O
1O1.OO-P9(8(/(3:665:4:61P+.18-1P7(
(-+.OP(+OO+/(42:54/::6111.1-1+-11
(11.97O7+8O-/(46/2224:.11O.1P919-1 (1O.9+7987ONc@*cu*o !&*
n,.&o !& /*)tos:YY SSS S SYRR
RXoptimooptimo+++111minminminLos platos reales se o$tienen
dividiendo los platos tericos entre la e!iciencia glo$al de la
columna, una me1or estimacin de la e!iciencia de los platos puede
ser #ec#a con la versin de LocQeetLeggett, de la correlacin emprica
de ?conell, una estimacin que!recuentemente es utilizada es*() de
e!iciencia enla columna+.La altura por el !actor de espaciamiento
entre los platos de ( .% de metro3:Q > S t&o S t&oS
&)* S &)* A*tu) !& *) co*u.n)1 -.-OE2P( P.1O177 +1.(P
+1 -9.PP -9 C+( 7.19E2P( P.17(1 (O.P1 (O --.7O -1 CC+ 9.19E2P(
P.1-17 (8.79 (9 -(.1O -+ C'- 1.P1E2P1 (.%C(&D (7.-- (7 -P.78 -1
C(C@*cu*o !&* !"@.&to!& *) co*u.n)PR )t.).!(TRSR
66/RR3t+N)t.T *$.o*2R /(.3/2RTPPMVWC)*cu*)n!o*)s !&ns"!)!&s
!& *) )*".&nt)c"#nJ !&* !&st"*)!o 5 *os 3on!os:PM
2eni2a2c3 44(/: /(.4. %2NG peso molecular del vapor- NG !lu1o de
vapor- !G porcenta1e de inundacin. /ormalmente suele tomar un valor
de (,& para productos que no !orman espumas.- !".'"5+ > ..)
#4.CAPITULO IVAn@*"s"s D& Costo D&* D&/o/)n"4)!o@ALANCE
ECONOMICO TORRE DEPROPANIAADORAPara rea$iBar $o iguien+e cC$cu$o e
u+i$iBo co#o +e;+o %aeDarren Sei2er e+ a$1 Pro2uc+ An2 Proce Deign
Princip$e1 22ae2ici&n.aE CFLCGLO DEL COSTO DE COLGMNA ?ACHA,%
'eso A F%2G de'ender@ de %a orienta$i3n de% desti%adorH "ti%i+ando
%os datos de %a Ig"ra 16(13 Se o2serJan %as e$"a$iones de a$"erdo a
%a orienta$i3n# Peo I$%E D I$%E *!2(!.(.co+o 2e co$u#na Jac8a
IKE&J Eori+onta%121561(32co+o 2e co$u#na Jac8a IKE&*
*erti$a% 1632:2(13,n n"estro $asoH e%egimos %a $o%"mna Jerti$a%(%E
CFLCGLO DEL COSTO DE ADICILN9e'ender@ de% di@metro de% re$i'iente
en e% $aso de%osCori+onta%es de "n ;a$tore='erimenta% dado en 'iesH
mientras 1"e de %os Jerti$a%es de %a %ongit"dy di@metro(DiC#e+ro
I5+E D ..)!Longi+u2 I5+E L 6/(//Co+o 2e a2ici&n IKE&PL
1./.:(/246,% 'esoen%a$orre%a$i3nde'endede%
es'esorde%a'aredde%a$ora+a# Aa%tas'resiones es s"I$iente estimar
$ostos as"miendo 1"e e%es'esor de %a $a2e+a esig"a% a% de %a
$ora+a(9e donde L es %a %ongit"d de% $i%indro y %a densidad de%
a$ero a% $ar23n es 4:/%2
