Estudio y evaluación del proceso de alquilación de la refinería El Palito

Abstract

El presente trabajo tiene como propósito estudiar y evaluar el proceso de alquilación de la Refinería el Palito utilizando como herramienta principal los paquetes de simulación especializados HYSYS Process y PRO II. Para llevar a cabo este estudio se realizó una revisión bibliográfica del proceso de alquilación con HF y de los factores que influyen en el proceso, así como también de los simuladores mencionados, señalando sus capacidades y limitaciones. El proceso fue analizado por secciones: reacción, purificación y neutralización, de las cuales se decidió estudiar las dos primeras. Para la simulación de la sección de reacción, se utilizaron datos cinéticos obtenidos por medio de un trabajo desarrollado en INTEVEP, y se determinó que el arreglo que mejor representa esta sección es el de dos trenes en paralelo de ocho reactores flujo pistón en serie de igual volumen cada uno. Luego de simular la sección de reacción, se procedió a estudiar el comportamiento de la etapa de purificación de la unidad bajo distintos modelos termodinámicos preseleccionados teóricamente, determinando el más adecuado para cada simulador, en función a su desviación con respecto a los datos de planta. Una vez seleccionado el modelo termodinámico, se emplearon distintos valores de eficiencias de platos en las torres debutanizadora, depropanizadora y despojador de ácido, y se compararon los resultados con los datos obtenidos en planta, con la finalidad de determinar la eficiencia real de las etapas en cada una de las columnas. Finalmente, se realizó un análisis de sensibilidad realizando cambios en las variables que afectan directamente el proceso de alquilación, a saber: relación isobutano/olefina, relación ácido/hidrocarburo, temperatura de reacción y concentración de ácido, estudiando el efecto en los productos y corrientes más importantes al trabajar en el rango mínimo y máximo permisible de estas variables. Luego de llevar a cabo este análisis se llegó a una serie de conclusiones, entre las cuales pueden mencionarse: el simulador PROII es el que mejor reproduce los datos de planta de la unidad de alquilación; los modelos termodinámicos más adecuados para el proceso son las ecuaciones de estado Peng Robinson Stryjek Vera y Peng Robinson Huron Vidal para HYSYS y PROII respectivamente; las altas relaciones isobutano/olefina favorecen la producción de alquilato, así como las bajas temperaturas de reacción; una alta relación ácido/hidrocarburo disminuye la cantidad de compuestos indeseables y aumenta la producción de alquilato; y una alta concentración de ácido no aporta grandes beneficios en la producción de alquilato, por lo que debe mantenerse en un nivel adecuado. Adicionalmente, se proponen una serie de recomendaciones entre las cuales se tiene: realizar más estudios de las constantes cinéticas, en cuanto a variaciones en la temperatura de reacción y cambios en los datos de planta, así como realizar una subrutina en PROII para determinar estas constantes, y posteriormente compararlas con HYSYS.