MODELADO Y SIMULACIÓN DE PROCESOS DE REFINERIA (AHPR)

OBJETIVO DEL CURSO

Modelar una refinería ideal es clave para el éxito de las operaciones a fin de evitar cuellos de botella y maximizar las ganancias. En este curso de especialización, aprenderá a aplicar las mejores prácticas de la industria para construir, solucionar problemas y optimizar las unidades de proceso de las refinerías utilizando las herramientas de Aspen HYSYS ^® Petroleum Refining.

PRERREQUISITOS:

• Experiencia básica en la industria del refino de petróleo
• Se necesita un conocimiento funcional de Aspen HYSYS; o debe haber asistido el curso Aspen HYSYS: Modelado de procesos nivel introductorio.

PERFIL PROFESIONAL DE LA AUDIENCIA:

• Ingenieros de procesos que realizan diseño y optimización de refinerías para proyectos y estudios.
• Ingenieros de planta que verifican el rendimiento de la planta en diferentes condiciones operativas.

CICLO FORMATIVO POSTERIORES:

• Aspen HYSYS Dynamics - Control Modelamiento Y Simulación Dinámica 
• Aspen PIMS: Introducción a la planificación de refinerías

CAPITULO 1: ANÁLISIS DE PRODUCTOS PETROLÍFEROS Y LUBRICANTES MEDIANTE MÉTODOS DE ENSAYOS ASTM

1.1. CARACTERIZACIÓN DE ACEITES CRUDOS SEGÚN NORMA ASTM

• • Composición del Petróleo
  • Principales productos obtenidos del Petróleo
  • Ensayos Normalizados
  • Pruebas de densidad
  • Presión de Vapor REID
  • Destilación ASTM
  • Datos de ensayo por cromatografía
  • Punto de inflamación
  • Viscosidad
  • Cenizas y residuo de Carbón Conradson
  • Azufre

1.2. OÍL MANAGER, PETROLEUM ASSAYS, USER PROPERTIES

• • Entorno de propiedades de ASPEN HYSYS
  • Administrador de Bases de la Simulacion (SBM)
  • Caracterización de la alimentación hacia una unidad de destilación atmosférica.

1.3. BLACK OÍL TRANSLATOR

• • Funciones básicas
  • Métodos disponibles de transición
  • Estimación de composición a través de las fronteras de distintos modelos termodinámicos en un sistema de reformación catalítica he isomerización.

1.4. MANIPULADORES DE ENSAYO Y ALIMENTADORES DE PETRÓLEO

• • Assay Manipulator (Funciones básicas y métodos de modificación de propiedades)
  • Manipulación de propiedades de alimentación en una unidad FCC (Fluid Catalytic Cracking)
  • Métodos de calibración con datos reales de planta y análisis de sensibilidad.
  • Petroleum Feeder (funciones básicas)
  • Caracterización molecular a partir de datos de laboratorio. 

CAPITULO 2: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LÍNEAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS

2.1. ANÁLISIS HIDRÁULICO DE FLUJO DE TUBERÍA EN ASPEN HYSYS (ASPEN HYDRAULICS).

• • Modelado de tuberías
  • Ecuaciones diferenciales generales (Navier-Stoke)
  • Modelos de tuberías en ASPEN HYSYS (Flujo monofásico y multifasico)
  • Modelado de REDES de tuberías
  • Patrones de Flujo en tuberías horizontales, verticales he inclinadas.
  • Correlaciones de flujo de tuberías para la determinación de la caída de presión
  • Formación de Hidratos he inhibición en tuberías.
  • Flujo multifasico en Baterías de Producción.

2.2. DISEÑO HE INSTALACIÓN DE VÁLVULAS DE CONTROL.

• • Elemento de control final
  • Acción de falla de una válvula de control
  • Fabricantes de Válvulas de Control
  • Especificaciones para estimar una válvula de control
  • Coeficiente de una válvula de control Cv: Tamaño de una válvula de control
  • Válvula con Característica de abertura rápida
  • Válvula de característica lineal
  • Válvula con característica de igual porcentaje.
  • Ubicación de las válvulas de control.
  • Instalación de válvulas de control

CAPITULO 3: REFINACIÓN DE PETRÓLEO

3.1. DESTILACIÓN DE PETRÓLEO CRUDO

• • Introducción a la refinación de Petróleo
  • Principales procesos de Refinación en refinerías Modernas.
  • Productos de Destilación de Crudo (Destilación Atmosférica y De Vacío)
  • Diagrama esquemático de una refinería moderna
  • Integración Refinería – Petroquímica
  • Operación de Unidades de Destilación de Crudo CDU (Fraccionamiento, Overflash, Presión de columna, Temperatura de cabeza, Columnas de pre-flash y capacidad de columna de crudo)
  • Cálculo De La Temperatura Superior Para Un Funcionamiento Seguro.
  • Desalación De Crudo (Tipos De Sales En El Petróleo Crudo, Pasos Del Procesos De Desalación, Tecnologías de Desalación de Crudo)
  • Destilación al vacío
  • Diseño De Unidades De Destilación De Crudo Utilizando Simuladores De Procesos (Especificación detallada, Análisis de flujos y unidades, Aspen SIMULATION WORKBOOK, Generación de reportes, Diseño y análisis hidráulico)

3.2. COMPLEJO DE NAFTA: HIDROTRATAMIENTO, REFORMADO CATALÍTICO CCR Y UNIDAD DE ISOMERIZACIÓN

3.2.1. REFORMADO CATALITICO

• • Características principales del proceso
  • Alimentación a la unidad
  • Productos
  • Reacciones presentes en el Reformado Catalítico.
  • Catalizadores para en el Reformado Catalítico.
  • Tecnologías para el reformado catalítico (SR, CR y CCR) y Condiciones De Operación Típicas De Los Tres Procesos De Reformado
  • Proceso semi-regenerativo
  • Proceso con regeneración cíclica
  • Proceso con regeneración continua de catalizador
  • Variables importantes del proceso (presión, WABT, WAIT, LHSV, WHSV, relación H2/HC)
  • Proceso en estado estacionario
  • Modelo general para reformadores catalíticos de Aspen – HYSYS Petroleum Refining
  • Características importantes del modelo cinético y del reactor

3.2.2. SISTEMA DE ISOMERIZACIÓN

• • Descripción del proceso y subsistemas
  • Variables operativas
  • Caracterización de la carga de alimentación
  • Sección de estabilización 

3.3. DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA FLUIDIZADO FCC Y PLANTA DE GAS

• • Introducción
  • Tecnologías Existentes [UOP, Kellogg Brown & Root — KBR, Investigación e ingeniería de ExxonMobil (EMRE), The Shaw Group Inc., CB&I Lummus y Shell Global Solutions International]
  • Descripción del proceso [Precalentamiento De Alimentación, Boquillas De Alimentación Al Reactor (RISER), Separación De Catalizador, Sección De Stripping, Regenerador]
  • Combustión Parcial Versus Combustión Completa
  • Fraccionador principal típico De FCC
  • Descripción general de la Planta De GAS del sistema
  • Catalizadores FCC (Componentes Del Catalizador, Tetraedro De Silicio / Aluminio-Oxígeno, Propiedades De La Zeolita, Relación Sílice-Alúmina Frente UCS De Zeolita, Catalizadores Y Alimentación De Aditivos)
  • Análisis Típico De E-CAT
  • Química De Las Reacciones De FCC
  • Monitoreo Y Control De La Unidad (Variables operativas, Control e instrumentación
  • Simulación y Pautas de diseño mecánico y de proceso para equipos presentes en la unidad FCC

3.4. CRAQUEO TÉRMICO Y COQUIZACIÓN:

• • Introducción
  • Procesos De Craqueo Térmico (VISBREAKING, DELAYED COKING, FLUID COKING AND FLEXICOKING)
  • Mecanismos de Craqueo Térmico
  • VISBREAKING (reacciones presentes, Rendimiento Y Propiedades Del Producto, Visbreaker Tipo Bobina, Soaker Visbreaker)
  • COQUIZACIÓN RETARDADA (Descripción del proceso, Variables De Coquización Retardada, Tipos De Coque Y Sus Propiedades)
  • Modelo General De ASPEN – HYSYS PETROLEUM REFINING (Datos necesarios para realizar una simulación y análisis de resultados)

3.5. ALQUILACIÓN

• • Introducción
  • Descripción de procesos de alquilación
  • Procesos de Alquilación con H2SO4 (PROCESO DE AUTO-REFRIGERACIÓN con licencia de Exxon, PROCESO DE REFRIGERACIÓN DE EFLUENTES con licencia de Stratford)
  • Procesos de Alquilación con HF (Proceso Simplificado De Alquilación De Philips HF y el proceso UOP)
  • Alquilación Con Catalizador Sólido (Alquileno UOP, Lurgi Eurofuel, Haldor Topsoes FBA, ABB Lummus ALKYCLEAN)
  • Cinética Y Termodinámica De La Alquilación
  • Constante De Equilibrio Kp Para Reacciones De Alquilación A 1 bar En Fase Gaseosa Ideal
  • Relación de conversión versus dilución a diferentes constantes de equilibrio en reacción de alquilación.
  • Efecto De Las Condiciones De Funcionamiento (Tipo De Olefina, Concentración De Isobutano, Fuerza Ácida, Grado De Agitación, Velocidad Espacial, Temperatura De Reacción)
  • Modelo General De ASPEN – HYSYS PETROLEUM REFINING (Parámetros necesarios para la simulación del reactor de alquilación, Sección de fraccionamiento y purificación)

3.6. SISTEMAS DE HIDROTRATAMIENTO HDT, HDS, SHU, HDN, HDA Y HCK (PDF)

• • Sistemas de HIDROTRATAMIENTO
  • Importancia del proceso de HIDROTRATAMIENTO
  • Efectos de las variables de operación en la planta de HIDROTRATAMIENTO
  • HIDRODESULFURACION CATALÍTICA HDS (Importancia de la Hidrodesulfuracion, Aspectos generales, Descripción del proceso de Hidrodesulfuracion, Sección de los reactores o sección de reacción, Reacciones durante el Proceso de Hidrodesulfuración, Compuestos azufrados presentes en el crudo)
  • UNIDAD DE HIDROCRAQUEO HCK (Materias primas y producciones, Descripción del proceso, Unidad de Hidrocraqueo en Aspen – HYSYS, Simulación, Asistente de configuración HCR, Hidrocracker de una sola etapa, Hidrocracker de dos etapas y un HPS, Hidrocracker de dos etapas y dos HPS)
  • Unidad de Hidrotratamiento SHU en Aspen – HYSYS
  • Acerca del CatGas Hydrotreater HDS
  • Hidropocesador Bed en Aspen – HYSYS
  • Datos de información principales para realizar la simulación de un sistema completo de HIDROTRATAMIENTO

3.7. CALIBRACIÓN DE UNIDADES DE PROCESOS CON DATOS REALES DE PLANTA

• • Flujo de trabajo (importar datos, asignar datos de planta, asignar variables con etiquetas, ejecución del modelo, analizar resultados)
  • Conjunto De Reactores De Refinación En Una Refinería Completa

CAPITULO 4: PROCESOS DEL GAS NATURAL

4.1. DEFINICIONES.

• • Componentes del Gas Natural
  • Clasificación he Impurezas del Gas Natural

4.2. CALIDAD DEL GAS NATURAL: PC Y GPM

• • Poder calorífico PC
  • Contenido de Líquidos GPM
  • Punto de Roció
  • Contenido de H2O y gases ácidos
  • Especificaciones de calidad en Bolivia

4.3. PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

• • Tipos de Plantas del Gas Natural (Acondicionamiento Mecánico, Criogénicas, Separadora de Líquidos)
  • Endulzamiento de Gas Natural (Proceso Absorción y Adsorción)
  • Deshidratación del Gas Natural (hidratos, solventes químicos, proceso de absorción y adsorción)

4.4. MODELO DE PLANTA DE GAS NATURAL

• • Simulación – Análisis – Rendimiento – Optimización

4.5. COMPRESIÓN DE GNL (PROCESO EN CASCADA DE 3 ETAPAS RIGUROSA)

• • Ejemplos de aplicación

4.6. SISTEMA DE RECUPERACIÓN Y MANIPULACIÓN DE AZUFRE

• • Tecnología De Recuperación De Azufre CLAUS
  • Unidad Típica De Recuperación De Azufre Claus De Tres Etapas (Agua De Alimentación De Calderas (BFW); Alta Presión (HP); Baja Presión (LP); Presión Media (MP))
  • Unidad De Tratamiento De Gas De Cola
  • Unidad De Enriquecimiento De Gas Acido
  • Recuperación De Azufre En Aspen Hysys (SULFUR-RECOVERY).

4.7. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD Y RENDIMIENTO DEL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DE GAS NATURAL

CAPITULO 5: DISEÑO Y EVALUACIÓN ECONÓMICA DE PLANTAS QUÍMICAS Y PETROQUÍMICAS

5.1. ASPEN ECONOMIC EVALUATION:

• • Introducción
  • Componentes de ASPEN ECONOMIC EVALUATION
  •  ASPEN PROCESS ECONOMIC ANALYZER
  • ASPEN CAPITAL COST ESTIMATOR
  • ASPEN IN – PLANT COST ESTIMATOR
  • ESTIMACIÓN INTEGRADA DE COSTOS
  • Opciones Disponibles En La Pestaña Economics

5.2. ACTIVATED ECONOMICS ANALYSIS

• • Configurar el modelo para la evaluación económica
  • Mapear las operaciones unitarias a equipos de proceso
  • Definir los materiales de construcción y dimensionar los equipos de proceso
  • Evaluar los costos y realizar un análisis de inversión
  • Ver y analizar los resultados

5.3. EJEMPLOS DE APLICACIÓN 

CAPITULO 6: OPTIMIZACIÓN DE MARGEN OPERATIVO EN PROCESOS INDUSTRIALES 

• • Introducción a la optimización de procesos
  • Reglas practicas
  • Algoritmos para optimización
  • Ejemplos de aplicación