requisitos

TRABAJO PRCTICO

Trabajo Prctico Integrador Requisitos Generales76.49

Operaciones Unitarias

Facultad de Ingeniera

UBA

Rev JPgina 5 de 5

COLUMNA DE-PROPANIZADORA1. IntroduccinLa recuperacin de lquidos del gas natural es comn en el procesamiento de gas natural. Los objetivos de dicha recuperacin pueden ser:

producir un gas transportable (sin riesgo de que hidrocarburos pesados condensen en los ductos)

cumplir con la especificacin comercial del gas natural

maximizar la recuperacin de lquidos (cuando son ms valiosos que el mismo gas)

Los trenes de fraccionamiento pueden contar con varias columnas: de-metanizadora, de-etanizadora, de-propanizadora, de-butanizadora, etc.El alcance de este trabajo ser disear equipos de intercambio de calor y especificar el circuito de reflujo correspondientes a la columna de-propanizadora.2. informacin del proceso Y DE LA ZONA

Diagrama de flujo preliminar (con elevaciones respecto del suelo)

Balance de masaCorriente12345678

T (C)53,849,049,049,070,090,0115,0**

P (kPag)15201485*15202900287016001550

w (kg/h)1503015030150308182,0100601006090009000

Fraccin vapor10000000

Composicin (fracciones molares)

Etano0,00880,00880,00880,00880,00670,006700

Propano0,88180,88180,88180,88180,66660,66660,00170,0017

iso-Butano0,08840,08840,08840,08840,12610,12610,24250,2425

n-Butano0,0210,0210,0210,0210,10090,10090,34780,3478

iso-Pentano00000,05050,05050,20620,2062

n-Pentano00000,03050,03050,12470,1247

n-Hexano00000,00720,00720,02940,0294

n-Heptano00000,00750,00750,03060,0306

n-Octano00000,00420,00420,01700,0170

* presin a ser determinada como resultado del balance hidrulico** temperatura a ser determinada como resultado del balance trmico

Notas: al realizar el balance de masa no se contempl ninguna prdida por friccin en las caeras que, lgicamente, sern diseadas luego.

1- Las presiones de las corrientes 1, 2 y 3 corresponden a la presin en el equipo que se encuentra al comienzo de la corriente.

2- La presin de la corriente 4 corresponde a la presin en el equipo al cual est ingresando al tope de la columna.

El condensador y circuito de reflujo debe disearse para funcionar adecuadamente al 60 % y al 110 % de la capacidad especificada en el balance.

Las propiedades de las corrientes pueden obtenerse, considerando las composiciones y condiciones especificadas, utilizando el simulador de procesos Aspen Hysys y el paquete de Peng Robinson.

Condiciones de diseo mecnico- Torre T-101: 2000 kPag @ 180 C

- Circuito de tope (aguas arriba de P-101): 2000 kPag @ 150 C- Reflujo y Destilado (aguas debajo de P-101): 2400 kPag @ 150C

- Alimentacin de torre (aguas arriba de vlvula de control): 3500 kPag @ 150 C- Circuito de agua de torre: 500 kPag @ 120C

- Circuito de vapor de agua: 700 kPag @ 200 C

- Corrientes desde debutanizadora (7 y 8): 2400 kPag @ 180 CCondiciones ambientalesa. Temperatura ambiente (bulbo seco): -5C a 33C

b. Temperatura de bulbo seco de diseo: 30C

c. Temperatura de bulbo hmedo de diseo: 24C

d. Velocidad del viento: 15 km/h promedio a 130 km/h mximo

Servicios disponibles Electricidad: 380/220 V, trifsica y monofsica a 50 Hz. Capacidad disponible de 80 kW.

Agua de torre: capacidad mxima disponible de 140 m3/h a 3 kgf/cm2(g) a una temperatura mxima de 28 C. La temperatura mxima de retorno es 38 C y la presin mnima de retorno es 2 kgf/cm2(g).3. REQUISITOS MNIMOS DE DISEOBalance de masa y energa:

- Descripcin del proceso.- Estimacin de los calores a intercambiar en condensador y precalentador (para la carga de diseo, mnima y mxima).

- Tabla con el balance de masa con las propiedades de las corrientes (modelo en pgina de la materia).

- Diagrama de flujo mostrando las corrientes (puede utilizarse el adjunto en este documento de requisitos).

- Hojas de datos de seguridad de los principales productos manipulados.

Circuito de reflujo:- El diseo de las caeras debe contener los siguientes tems: Dimetros calculados

Materiales de construccin. Espesores/ Schedule requeridos para las condiciones de diseo

Tipo de unin entre caeras

- Se considerarn los requisitos de las normas (por ejemplo, ASME B31.3; ASME B36.10).- Se presentar un esquema en planta y un esquema en elevacin del circuito de reflujo.

- Se disear el caudalmetro en la corriente de reflujo (justificar la seleccin del tipo de caudalmetro)

- Se definir la prdida de carga de diseo para la vlvula de control.- La memoria de clculo del circuito debe contener para la bomba el clculo de la altura a desarrollar para el caudal mximo de diseo, potencia y ANPAD.

- Para el clculo de la altura a desarrollar por la bomba debe considerarse que la misma la define el retorno a la torre T-101 y no la salida del destilado.Vlvula de control:

- Se especificar la vlvula de control V-101 para todas las condiciones de operacin considerando la norma ANSI/ISA 75.01.01.

- Se seleccionar una vlvula de control comercial adecuada para el servicio (CV para todo el rango de operacin, materiales, serie o rating). Se incluir toda la informacin pertinente del catlogo de la vlvula seleccionada.

Bomba:- La seleccin de la bomba debe contener los siguientes tems: Criterios de seleccin. Preseleccin de una posible bomba comercial. Descripcin de la bomba elegida. Seleccin del tipo de sello de acuerdo con el servicio- Se considerarn los requisitos de la norma API 610 para la bomba y API 682 para el sello (si se selecciona sello mecnico).

- La bomba ser seleccionada para cumplir con todas las condiciones operativas.

Precalentador:- El precalentador ser del tipo casco y tubos. Analizar el motivo de seleccin de este tipo de intercambiador frente a otros posibles.

- Se deben considerar en el diseo los requisitos de la norma TEMA.

- El sobrediseo mnimo requerido es del 25% (para el caudal mximo de diseo). Reflexionar cmo operar el equipo a mnima carga.- La prdida de carga mxima admisible para los fluidos son las informadas en el balance: 30 kPa (alimentacin de depropanizadora) y 30 kPa (corriente de debutanizadora) respectivamente.- Al disear se deben tener en cuenta los costos de instalacin de las diferentes alternativas exploradas. Se sugiere seguir el mtodo para estimacin de costos relativos de equipos de casco y tubos publicado en la pgina de la materia.- La memoria de clculo debe contener los siguientes tems:

Caractersticas generales.

Presentacin de las frmulas de clculo utilizadas.

Presentacin de las consideraciones hechas y mtodos utilizados. Clculos realizados para el diseo final obtenido.

Comentarios acerca de los diseos previos al seleccionado.Condensador: - Se debe seleccionar el tipo de condensador y la fuente de refrigeracin.

- Se deben considerar en el diseo los requisitos de las normas: TEMA y API 660 o API 661

- El sobrediseo mnimo requerido es del 10% (para el caudal mximo de diseo). Reflexionar cmo operar el equipo a mnima carga y en invierno.

- La prdida de carga mxima admisible para el fluido que condensa es la informada en el balance: 35 kPa.

- La memoria de clculo debe contener los siguientes tems:

Caractersticas generales.

Presentacin de las frmulas de clculo utilizadas.

Presentacin de las consideraciones hechas y mtodos utilizados.

Clculos realizados para el diseo final obtenido.

Comentarios acerca de los diseos previos al seleccionado.Vlvula de seguridad- Calcular el tamao de la vlvula de seguridad SV-101 y disear sus caeras de entrada y salida para proteger la columna depropanizadora ante la contingencia falla de energa elctrica:

- contrapresin del escenario: 0,8 kgf/cm2(g) en el cabezal de descarga a antorcha a 22 m por debajo de la vlvula de seguridad (desarrollada por el alivio de todas las vlvulas que abren en el escenario )- caudal de alivio requerido y propiedades del fluido que debe ser liberado sern suministrados por el tutor de cada grupo.- Considerar los criterios y requisitos delimitados en las prcticas recomendadas API RP 520 y API RP 521.4. Documentacin MNIMA a presentar

Lista de documentos

Balance de masa y energa. Memoria de clculo del circuito de reflujo

Layout de la unidad (vistas en planta y en elevacin)

Memoria de seleccin de la vlvula de control de reflujo

Memoria de seleccin de la bomba

Hoja de datos de la bomba

Memoria de clculo trmica e hidrulica del precalentador Hoja de especificacin del precalentador Memoria de clculo trmica e hidrulica del condensador Hoja de especificacin del condensador

Memoria de clculo de la vlvula de seguridad5. FORMATOS requeridos

Todos los documentos deben presentarse segn el formato adjunto en la pgina de la materia (http://www.fi.uba.ar/materias/7604/).6. ETAPAS DE PRESENTACIN03/04/2013Lista de documentos

Balance de masa y energa

Memoria de clculo del circuito de reflujo

Layout de la unidad (vistas en planta y en elevacin)

17/04/2013Lista de documentos

Correcciones previas si corresponde -

Memoria de seleccin de la vlvula de control de reflujo

Memoria de seleccin de la bomba

Hoja de datos de la bomba

Memoria de clculo del precalentador

Hoja de datos del precalentador



Memoria de clculo del condensador

Hoja de datos del condensador



Memoria de clculo del vlvula de seguridad

25/06/2013Entrega Final

En la entrega final deber presentarse a la ctedra una copia en papel del Reporte Completo. El tutor asignado corregir dicho reporte y autorizar al grupo a presentarse a la instancia de evaluacin oral. En la evaluacin oral deber realizarse una exposicin y defensa de todas las actividades desarrolladas, debiendo estar presentes todos los integrantes del grupo.

7. BIBLIOGRAFA BSICA

Manual del Ingeniero Qumico Perry - Mc Graw Hill Procesos de Transferencia de calor Donald Q. Kern Compaa Editorial Continental Design for Chemical and Petrochemical Plants - Ernest E. Ludwig - Gulf Publishing Company Vlvulas, seleccin, uso y mantenimiento - Richard Greene McGraw Hill Pump Handbook Karassik, Krutasch, Fraser, Messina Transferencia de calor en ingeniera de procesos Eduardo Cao Nueva Librera Process plant layout & piping design Ed Bausbacher / Hunt Control automtico de procesos Smith & Corripio Equipos para Procesos Qumicos Roberto Echarte Editorial de la Universidad Nacional del Sur_1117392956.doc

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