Procesos de refinación en la industria de combustibles

3.1PROCESOS DE REFINACION EN EL SECTOR CARBURANTES
Una refinería típica podría estar subdividida en doce procesos o unidades, aunque en
ocasiones podrá contar con más unidades debido a las características fisicoquímicos
del producto a procesar, dependiendo si integran los procesos que elaboran
compuestos oxigenados, la refinería Gualberto Villarroel cuenta con algunas de las
siguientes unidades.
3.1.1 DESTILACIÓN PRIMARIA( TOPPING)
El proceso de destilación se realiza a presión atmosférica, este proceso se lleva a
cabo en una torre de destilación asumiendo que el producto entra a la torre con una
determinada temperatura esta se llama temperatura de línea de transferencia.
Los productos que se obtienen de este proceso son gas combustible, gasolina
liviana y pesada, destilado liviano llamado nafta, destilado medio llamado Kerosene,
destilado pesado llamado Diesel Oíl y el fondo de la torre que se llama crudo
reducido que es la carga al sector de lubricantes (Rafael.Torrez, 2002)
Figura 11. Unidad de destilación primaria

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Fuente. Torres. R, 2002
3.1.2 DESCRIPCION TECNICA DE LA UNIDAD DE CRUDO
El petróleo crudo de los yacimientos es enviado a la refinería a través del ducto
OSSA I y este recurso no renovable es almacenado en tanques (TK-2901, TK-2902 y
TK-2903), teniendo en cuenta que estos tanques tienen una capacidad de
almacenaje de 66941 barriles (2902 y 2903), pero el tanque de mayor capacidad de
almacenaje dentro de la refinería es el TK-2901 con una capacidad de 192248
barriles.
Figura N°12 Tanque de almacenamiento de petróleo crudo

64
Fuente YPFB REFINACION S.A, 2009
El petróleo es bombeado a la torre T-1001 mediante la bomba de carga IP-1001 A/B
(las bombas A y B son usadas alternadamente al cumplir cada una con un tiempo
determinado de horas de trabajo que son aproximadamente de 2 a 3 meses) con una
presión de descarga de 23Kg/cm2, que luego pasa por una serie de
intercambiadores de calor del I-1001 al I-1005 donde la carga es precalentada hasta
una temperatura de 170°C, el propósito de este intercambio inicial es para
Figura N° 13 Diagrama de flujo de la unidad de crudo (1)

65
Fuente SECTOR CARBURANTES, YPFB REFINACION S.A, ,2009
incrementar la temperatura a la entrada del horno H-1001 y reducir el consumo de
combustible para calentar el mismo volumen, al ingreso al horno el flujo se distribuye
en 4 ramas para poder realizar un intercambio de calor mas intimo, la temperatura
de salida del alambique esta seteado a una T de 304°C , para luego ingresar a la
torre T-1001, que cuenta con 35 platos donde se produce el fraccionamiento del
petróleo crudo en los diferentes cortes de acuerdo a los puntos de ebullición de sus
componentes.
En el plato 11 se tiene la salida de nafta, en el plato 21 se encuentra la salida del
kerosene y a la altura del plato 27 se encuentra la salida del Diesel Oíl, por el fondo

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de la torre se tiene la salida del crudo reducido que es carga a la planta de
lubricantes básicos, para la extracción de aceites bases y asfaltos.
Por la cabeza de la T-1001 se inyecta solventes químicos los denominados weth que
son inhibidores, anticorrosivos para evitar la corrosión en el producto de cabeza y
mantienen un PH neutro, el producto de salida de la torre son gasolina liviana como
gasolina pesada, para luego realizar un intercambio de calor en el I-1001 con el
crudo de carga, para luego condensarse en el aero enfriador de agua E-1006 como
en enfriador de agua E-1001 A/B.
El flujo pasa a un acumulador en este caso el D-1001, donde se separa las fases de
la gasolina tanto liquida como gaseosa y una tercera que es el agua líquida que debe
ser purgada todo este fenómeno se realiza por la diferencia de densidades, para
evitar la inundación del acumulador este tiene un controlador de nivel,
La parte liquida es succionada por la IP-1002 A/B, una parte como reflujo a la torre T-
1001 y otra al cumulador D-1003, la parte gaseosa del acumulador D-1001 es
enviada al D-1002, para después pasar al compresor IC-1001 volviendo nuevamente
al acumulador D-1001, esta corriente se usa como control de presión de cabeza de la
T-1001 controladas mediante válvulas automáticas desde sala
Figura N° 14 Diagrama de flujo de la unidad de crudo (2)

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El acumulador D-1003 es la carga a la torre T-1005 mediante la IP-1008 A/B, que
luego pasa por unos intercambiadores como el I-1006 e I-1007 calentando la
gasolina hasta una temperatura de 110 °C el ingreso de la carga a la torre
debutanizadora se lo realiza en el plato 16 esta torre T-1005 está provista de 30
platos, cuyo objetivo es separar las gasolinas desde el butano al metano, por eso la
denominación que es una torre debutanizadora, (ver diagrama de flujo)
El producto de cabeza es condensado en el aeroenfriador E-1011 y el enfriador de
agua E-1003, este flujo semi condensado pasa al acumulador D-1004, la parte
liquida es enviada como relujo a la torre mediante la IP-1009 A/B y otra parte se

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manda a la unidad de recuperación de gases mediante la IP-1010 que tiene la
particularidad que es una bomba centrifuga pero con eje horizontal.
Los gases no condensados del acumulador D-1004 se mandan a la unidad de
recuperación de gases mediante el compresor IC-1101
El producto de fondo de la torre se divide en 2 partes, una que va hacia el horno H-
1002 (donde es calentado hasta una T de 174°C) mediante la bomba IP-1011 A/B, y
otra parte como carga al splitter de naftas que es la torre T-1006 solo por presión en
el flujo.
La torre T-1006 es la torre fraccionadora de nafta que tiene 30 platos y la
alimentación ingrese a la altura del plato 16, en esta torre se separan las gasolinas
en 2, saliendo por la cabeza la más liviana LSR (Light straight run) que pasa a
enfriarse en los aeroenfriadores E-1012 y de ahí al acumulador D-1005, del
acumulador se bombea dos corrientes por la IP-1012 A/B una que ingresa a la torre
T-1006 como reflujo y otra que se dirige hacia los tanques s de almacenamiento de
LSR que son el TK 2909 y TK-2908.
El producto de fondo de la torre T-1006 es MSR (médium straight run), mediante la
Ip-1014 A/B es bombeado a los tanques de almacenamiento que son el TK 2904 y
TK-2905 que son carga a la unidad de hydron platforming, pasando previamente por
intercambiadores y enfriadores de agua y aire
A) DESTILADO LIVIANO
El destilado proveniente de la torre T-1001, que es corte lateral superior se dirige al
stripper de nafta T-1002, para corregir el punto de inflamación del producto mediante
la inyección de vapor.
La torre tiene un controlador de nivel automático que es seteado a un determinado
nivel y el exceso se manda hacia a un manifold de válvulas donde se distribuye en

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diferentes línea como producto terminado a través de la bomba IP-1013, pudiéndose
enviar a tratamiento de Jet Fuel, a los tanques 2922-2923 que son de Diesel Oíl y
otra parte a los tanques 2904 y 2905, que se usan como carga a hydrobon, el
producto despojado en el stripper vuelve a la T-1001 como reflujo
B) DESTILADO MEDIO
El producto destilado que sale de la T-1001 como destilado medio es el Kerosene,
esto se realiza a la altura del palto 21, donde ingresa al stripper T-1003 y la otra parte
es succionada por la bomba IP-1005 A/B de donde una parte va como re boiler hacia
la T-1006 y la otra hacia el intercambiador I-1003 por carcasa, controladas mediante
las válvulas automáticas. El fondo del stripper T-1003 es succionado por la bomba
IP-1004 A/B y la corriente es enviada hacia el intercambiador I-1002 por la carcasa;
ya la corriente más fría se dirige hacia el aero enfriador E-1010 y mediante un
manifold se deriva en función al requerimiento que se tenga una parte va a los
tanques de almacenamiento 2922,2923 o 2929 que son tanques de Diesel, otra hacia
los tanques de Kerosene 2919 y 2924, el producto de cabeza del stripper T-1003 se
lo manda como reflujo casi a la altura del palto 21.
C) DESTILADO PESADO
El destilado pesado sale por el plato 27 de la T-1001 ingresando al stripper T-1004
de donde por el fondo es succionado con la Ip-1006 A/B para pasar por carcasa del
intercambiador de calor I-1004, la corriente enfriada se dirige hacia el aero enfriador
E-1009 e ingresar mediante una válvula automática a los tanque s de diesel que son
2929,2922 y 2923
D) PRODUCTO DE FONDO

70
Llamado también crudo reducido, es la carga al sector de lubricantes básicos, con un
rango de 27-28°API, el fondo de la torre tiene un stripper que mediante la inyección
de vapor de media a 150 psi y 400 °F, despoja la mayor cantidad de producto liviano
que pueda contener este crudo.
El fondo de la torre es succionado a través de la bomba IP-1007, para luego ir a
intercambiar todo ese calor con la carga en el I-1005, seguidamente pasa por un
sistema de enfriamiento tanto de aire como de agua en los E-1007 y E-1002
respectivamente para luego ir a su tanque de almacenamiento TK-2933 o
directamente ir a la planta de lubricantes básicos.
3.1.3 HIDRODESULFURACION
En este proceso se quitan los venenos existentes en la gasolina pesada MSR como
ser azufre y nitrógeno mediante un reactor de Co Mo que hace que reaccionen las
sustancias produciendo acido sulfhídrico, amoniaco, agua y parafinas
(Rafael.Torrez, 2002)
Figura N°15 Unidad de Hidrodesulfuracion

71
3.1.4 DESCRIPCION TECNICA DE LA UNIDAD DE HYDROBON
Esta unidad tiene la función de prepara la carga para la unidad de platforming,
disminuyendo la concentración de los principales contaminantes como: azufre,
plomo, arsénico, cloruros, entre otros

72
La carga junto con el hidrogeno pasa por un reactor de flujo axial, cargado con
catalizador de Cobalto-Molibdemo, en cual los contaminantes reaccionan
produciendo H2S, NH3, HCl, H2O, para luego ser eliminados
La sección de hydrobon se emplea en una sola reacción catalítica en el reactor R-
1201, una torre de estabilización, un circuito de intercambio de calor para recuperar
el calor de los productos y hornos de fuego directo para suministrar el calor adicional
La gasolina media almacenada en los tanques 2904 y 2905 se envía por medio de la
bomba IP-1201 A/B hacia el horno H-1201, previamente la corriente de nafta media
se junta con una corriente de hidrogeno proveniente de platforming, pasando por la
carcasa del intercambiador de calor I-1201 y posteriormente al horno H-1201
Figura N°16 Reactores de lecho fijo

73
Figura N° 17 Diagrama de flujo de la unidad de Hydrobon

74
El H-1201 incrementa temperatura de carga hasta 310°C aproximadamente y d ahí
ingresa directamente al reactor R-1201 dentro el cual fluye a través del catalizador
donde las reacciones producidas son exotérmicas
La salida del producto del reactor se realiza por la parte baja del mismo, pasa por los
tubos del intercambiador de calor I-1201 en los cuales disminuye su temperatura por
el contacto con la carga, luego se inyecta agua tratada que sirve para ayudar a la
limpieza de sales corrosivas que pueden producirse, luego pasa por el aero
enfriador E-1201 ingresando al acumulador ingresando al acumulador D-1201, que
es el separador, que por diferencia de presión el liquido sale por la parte inferior, el
agua acida sale por la zona de interface por donde es eliminada dirigiéndose una
parte hacia el D-1006 y la otra parte a recuperación de gases, por la parte superior
del acumulador D-1201 se envía la parte gaseosa hacia el acumulador D-2401 ( que
sirve como acumulador de gas combustible para la alimentación de hornos en la
refinería)
El líquido del D-1201 se dirige al intercambiador de calor ingresando por la carcasa
de I-1202 y luego ingresa a la torre T-1201 a la altura del plato 6 y opera entre 65° C
y 210°C de temperatura por cabeza y fondo respectivamente. En esta torre se
termina de extraer los contaminantes que todavía arrastra el producto, eliminándose
los mismos por la cabeza de la torre; antes de ingresar al E-1202, por la parte
superior de la torre se inyecta un inhibidor de corrosión para evitar la corrosión en las
líneas; inmediatamente ingresa al aero enfriador E-12102 y posteriormente al
acumulador D-1202
En el acumulador la parte liquida se extrae mediante la bomba P-1204 A/B, esta
corriente sirve como reflujo a la cabeza de la T-1201 que ingresa a la altura del plato
1, la parte gaseosa de D-1202 se envía de la misma manera que el D-1201 al
acumulador D-2401 como gas combustible y el agua acida es eliminada por la parte
inferior del equipo.

75
El fondo de la T-1201 a la salida de la torre a la salida de la torre se divide en 2
partes, la primera es succionada por la IP-1203 A/B hacia el horno H-1202, esta
corriente caliente sirve como reflujo para mantener la temperatura de fondo de la
T-1201, la segunda corriente pasa por los tubos del intercambiador I-1202 y
posteriormente es succionada por la bomba P-1206 A/B. Esta corriente constituye la
carga principal para el proceso de platforming
3.1.5 REFORMACIÓN CATALÍTICA
La gasolina media libre de contaminantes va hacia este proceso para arreglar las
cadenas moleculares por medio de los reactores de platino aluminio llamado los R-
62, esto se realiza para producir gasolinas de alto octanaje, hidrogeno, gas
combustible y residuos ligeros como propano y butano producto del cracking.
(Rafael.Torrez, 2002)
Figura N°18 Unidad de reforming

76
3.1.6 DESCRIPCION TECNICA DE LA UNIDAD DE REFORMING
Como se dijo en la sección anterior la carga debe ser adecuada para la unidad de
reforming debido a la presencia de venenos fatales para el catalizador, la carga es
succionada mediante la IP-1206 A/B hacia el intercambiador I-1203, ingresando por
la carcasa precalentando el producto para entrar al horno H-1203, del cual sale con
temperatura de 480°C. Posteriormente ingresa al reactor R-1202 y de manera
sucesiva a los reactores R-1203, R-1204 y R-1205, cada reactor tiene su horno
respectivo H-1204, H-1205 y H-1206 cada horno tiene la función de calentar la
corriente de salida del anterior reactor y mantener la temperatura adecuada de
reacción para el reactor siguiente.

77
El producto a la salida del último reactor R-1205 intercambia calor al I-1203 pasando
por los tubos del mismo, luego al aeroenfriador E-1203 y al enfriador de agua E-
1204. La corriente enfriada ingresa al separador D-1203 del cual parte gaseosa se
dirige al compresor IC-1201 y a la salida del mismo se reparte en tres flujos:
El primer flujo va al sector de hydrobon para unirse a la entrada de la carga
Liquida, la segunda corriente va al sector de platforming para unirse a la carga de
entrada del proceso, y el tercer flujo recircula para unirse a la salida de I-1203 y
volver al acumulador D-1203
La parte liquida del acumulador D-1203 salen por la parte inferior del equipo y es
succionada por la IP-1207 A/B, luego pasa por la carcasa del intercambiador I-1204 e
ingresa a la torre de estabilización T-1202. En esta torre por la cabeza se obtienen
los componentes más livianos como C3 y C4 (propano y butano) que luego de
enfriarse en el aéreo enfriador E-1206 pasa por el enfriador de agua E-1207 hasta el
acumulador D-1204, de este separador las corrientes se envían según requerimiento
una parte a la planta de recuperación de gases y otra al D-2401 como gas
combustible.
Figura N°19 Diagrama de flujo de la unidad de Reforming

78
Fuente Sector Carburantes, YPFB REFINACION S.A, 2009
Una parte de líquido del acumulador D-1204 sirve como reflujo a la torre
estabilizadora T-1202 el cual es enviado mediante la IP-1209 A/B la otra parte liquida
del acumulador va hacia la planta de recuperación de gases para recuperar la mayor
cantidad de GLP posible.
El producto de fondo de la T-1202 es el platformado obtenido, esta corriente se
divide en dos: la primera se dirige al intercambiador I-1204 ingresando por los tubos
intercambia calor con la corriente de entrada a la misma torre para luego pasar al
aeroenfriador E-1205 y finalmente a los tanques de almacenamiento 2911 y 2912
La otra parte de platformado que sale del fondo de la torre es succionada por la Ip-
1208 A/B que lo lleva al horno H-1207 para retornar a la torre T-1202 y formar un
reflujo constante

79
3.1.7 UNIDAD DE RECUPERACION DE GASES
El objetivo principal de esta unidad es la de recuperar todas las fracciones livianas
procedentes de la cabeza de la de butanizadora en la unidad de crudo y la que
proviene de la unidad de platforming
El proceso inicia con los flujos provenientes de la unidad de crudo D-1004 y de la
unidad de platforming D-1204. Las corrientes gaseosas de ambos acumuladores se
juntan en ingresan al acumulador D-1101 y luego al compresor IC-1101 para luego
unirse a las corrientes liquidas provenientes de acumuladores anteriormente
mencionados mediante la válvula.
La corriente liquida del D-1102 es succionada por la bomba IP-1101 A/B
dirigiéndose a los secadores D-1003 y D-1104 para eliminar la humedad (estos
secadores trabajan alternativamente y contienen en su interior ceolita), luego ingresa
a la T-1101 que es una de etanizadora, el producto de cabeza de esta torre es
metano y etano los cuales en forma de gas se dirigen hacia el E-1105, es un
Figura N° 20 Diagrama del sistema de secadores unidad de recuperación de gases

80
Figura N°21 Diagrama de flujo de la unidad de recuperación de gases

81
enfriador que trabaja con un sistema de compresión con propano de -5 a 5 °C, el gas
que ingreso al intercambiador sale con una temperatura de ya condensado y pasa al
acumulador D-1006 donde la corriente liquida succionada por la IP-1102 A/B sirve
como reflujo en la cabeza de la T-1101 y así poder mantener la temperatura de
cabeza la parte gaseosa del acumulador es enviada para la utilización como gas
combustible.
El producto de fondo de la T-1101 es propano y butano que pasa primero por un
enfriador de agua E-1104 y luego por diferencia de presión pasa a a la T-1102 que
es un splitter separador en cual se separa el propano del butano, saliendo por la
cabeza el propano y por el fondo el butano, el producto de cabeza se divide en dos
corrientes, la primera se dirige a los aero enfriadores E-1107 para luego pasar al
acumulador D-1107, la otra corriente va directamente al mismo acumulador sin

82
enfriarse previamente, del acumulador la corriente de salida es succionada por la IP-
1103 A/B hacia la torre T-1102, esta corriente sirve como reflujo a la cabeza de la
misma y el excedente de propano se envía a los tanques 2935 y 2936.
El producto de fondo Butano pasa por el enfriador de agua E-1106 y por presión de
la torre a los tanques 2937 y 2938
3.1.8 DESCRIPCION TECNICA UNDAD DE ISOPENTANO.
La unidad deisopentanizadora se puso en servicio por primera vez en julio de 1979.
Las columnas de destilación son equipos de unidades antiguas que fueron
adaptadas al proceso de obtención de isopentano.
El isopentano forma parte de la formulación de la gasolina de aviación y por esta
razón se obtiene este hidrocarburo a partir de la gasolina liviana (LSR).
Figura N°22 Diagrama de flujo de la unidad de ISO pentano

83
El isopentano es resultado de varias modificaciones en un proceso de destilación que
se obtiene en las torres T-1501 y T-1502 (pureza de 95 % mínimo), se emplea para
subir el TVR que se encuentra entre 5.5 y 7 Psi como máximo.
La carga proviene de la unidad de crudo, el crudo pasa inicialmente por la torre T-
1001; el producto de cabeza compuesto por gasolinas (C5 y C6) y GLP (C3 y C4) se
dirige a la torre T-1005 de la cual nos interesa el corte para dirigirse como
alimentación de la torre T-1006 donde finalmente se separa por cabeza la gasolina
liviana (LSR) que va a las unidades de recuperación de isopentano y alquilatos; y por
fondo gasolina media (MSR) que se dirige a la unidad de hydrobon platforming para
la producción de gasolina platformada.

84
El proceso inicia con la alimentación de carga que es la nafta liviana (LSR)
proveniente del acumulador D-1005; o del tanque TK-2908 con un caudal de 20
m3
/día, así la carga pasa primero por el intercambiador I-1502 por coraza para
obtener algo de calor del fondo de la torre T-1501 y después esta carga sirve de
alimentación para conseguir el nivel necesario en la torre T-1501 que tendrá una
temperatura de entrada a la torre de 40°C aproximadamente.
El producto de fondo de la torre T-1501 compuesto en gran parte por normal-hexano
recircula a través del intercambiador I-1501 que trabaja con presión de vapor de alta
(250 psi y 300°C) que se regula de 5.5 a 5.9 Psi con una temperatura de 98°C y otra
parte es enviada mediante la bomba P-1502 A/B con una presión de 36 Psi que
dirige la carga al intercambiador I-1502 cediendo calor a la carga inicial de LSR,
posteriormente pasa por el enfriador E-1502 y este producto pesado se va al tanque
de LSR TK-2909 de Slope con una temperatura de 25°C.
Como producto de cabeza de la torre T-1501 (temperatura de cabeza= 66°C) se
obtiene la mayor cantidad de componentes livianos derivados del pentano, pasa por
una válvula de control de presión que trabaja en 2.8 Kg/cm2
o se tiene la opción de
pasar por el enfriador E-1501 para mantener la presión de cabeza de la torre T-1501
de 1.3 Kg/cm2
; a continuación este producto liviano desemboca en el acumulador D-
1501 y es bombeado (P-1501 A/B) con una presión de 2,6 a 2,8 kg/cm2
, el producto
excedente aquí obtenido se envía una parte a la carga en la torre T-1502 y otra parte
al reflujo de la torre T-1501.
En la torre T-1502 (presión de trabajo = 1.6 Kg/cm2
) se produce otro proceso de
destilación con el objetivo de mejorar la calidad del isopentano separando los livianos
mediante calentamiento del producto de fondo en el reboiler I-1503 el cual trabaja
con vapor de alta y vuelve a la torre para una recirculación de fondo.
Por la cabeza se obtiene los livianos (normal-pentano y normal-hexano) con una
temperatura de 42°C; en este punto tenemos la opción de mandar la carga

85
directamente al acumulador controlando la presión con la válvula PV-1502 o enviarla
al enfriador E-1504 para regular la presión en el acumulador D-1502; de este equipo
se manda a recirculación para mantener la temperatura de cabeza y el excedente se
va a tanque de L.S.R.
Por el fondo se obtiene el Isopentano como producto final con una temperatura de
58°C; este producto es enviado al tanque TK-2920 mediante la bomba P-1504
pasando antes por el enfriador E-1504 en el que pierde calor con agua de
enfriamiento.
Los factores más importantes a la salida del proceso son el TVR que debe ser entre
18 y 19.5 psi, y la pureza que se encuentra por encima de 95% en volumen. Cuando
el análisis de isopentano cumple especificación a la salida de cabeza de la T-1501,
no se opera la segunda torre (T-1502).
3.1.9 DESCRIPCION TECNICA UNIDAD DE ISOPARAFINAS
La unidad de isoparafinas o más conocida como de alquilatos se puso en servicio el
año 1986. Las columnas de destilación son equipos de unidades antiguas que fueron
adaptadas al proceso de obtención de isómeros.
Estos hidrocarburos forman parte de la formulación de gasolina de aviación y por
esta razón se obtienen a partir de la gasolina liviana (L.S.R.)
La unidad de recuperación de isoparafinas trabaja con un proceso de isomerización
del n-hexano, esto quiere decir que las cadenas lineales de hidrocarburos como el n-

86
hexano se convertirá en cadenas ramificadas como el 2,2 dimetil-butano con el
objeto de elevar el octanaje de la gasolina.
La gasolina liviana L.S.R proveniente del acumulador D-1005; que habitualmente no
se realiza este trabajo como ya se mencionó en la anterior unidad; o del tanque TK-
2908 posee un base parafínica que es calentada por un intercambiador (I-1502) que
cede calor del fondo de la torre T-1501; después se dirige a la alimentación de la
torre (T-1501) donde sufrirá otra destilación.
Como se utiliza la misma torre (T-1501) para el proceso de recuperación de
isopentano y alquilato, y además se alimenta con la misma carga se debe diferenciar
los dos procesos por las condiciones operativas; para la obtención de isopentano
aumentaremos la presión y temperatura para sacar mayor cantidad de livianos por
cabeza no siendo así para la obtención de isómeros del hexano, ya que bajamos la
temperatura y por ende la presión y de esta manera tendremos mayor cantidad de
pesados por la cabeza de la torre T-1501.
El corte de cabeza contiene desde trazas de propano, butano, n-pentano, isómeros
del pentano y del hexano que salen a una temperatura de 65 °C se envía
Figura N° 23 Diagrama de flujo de la unidad de Alquilatos o ISO parafinas

87
directamente al acumulador donde para controlar la presión, la carga será enfriada
por los enfriadores (E-1501 A/B) para entrar al acumulador (D-1501) con una presión
interna de 0.8 Kg/cm2
desde acá se bombeará este corte a la cabeza de la torre (T-
1501) aumentando la presión para servir de reflujo y el excedente se envía al
intercambiador I-1506 donde intercambiará calor con vapor sobre saturado (500°F y
250 Psi) y así se caliente antes de entrar a la torre T-1504 como alimentación.
Con respecto al corte de fondo que contiene normal hexano y algo de n-pentano
(temperatura de fondo= 110°C); es enviado a un intercambiador (I-1501) donde
adquirirá calor del vapor de alta presión (250 Psi) para regresar a la torre como
recirculación para calentar el fondo de dicha torre. El excedente es bombeada al
intercambiador I-1502 donde cederá calor a la carga de LSR y posteriormente pasa
por el enfriador E-1502 para dirigirse a su respectivo tanque de slope.

88
En esta torre (T-1504) tendremos otra separación donde por cabeza obtenemos solo
pentano (temperatura de cabeza= 58°C) que se envía a tanque para la producción
de gasolina especial. Por el fondo de la torre, tendremos los isómeros del hexano
(2,2 dimetil-butano, 2,3 dimetil-butano y 2 metíl-pentano como isómeros más
importantes) con un octanaje entre 81 y 82 de RON; además este producto saldrá
con una pureza de 85% como mínimo con una temperatura de 90°C.
Actualmente la T-1504 trabaja con una Tensión de Vapor REID (TVR) que oscila
entre 6 y 7 Psi. Parte del fondo de esta torre es utilizada como recirculación
(temperatura de reflujo= 91C°) calentada con vapor en el intercambiador I-1507. La
parte restante se denomina alquilato y es enfriada en el enfriador E-1508 que sale
del proceso con una carga de 58,2 LT/H (8.8 BPD) y es enviada a almacenaje (TK-
074).
La unidad de isómeros del n-hexano fue modificada a partir de 1990, ya que de
acuerdo al diagrama de flujo se enviaba a la T-1503 para facilitar la eliminación de
pentanos y luego a la T-1504 para obtener los isómeros.
Actualmente se envía el producto de cabeza de la T-1501 directamente a la T-1504
sin que el producto sufra alteraciones en su calidad.
El producto de fondo de la T-1501 y el de cabeza de la T-1504 se envían al tanque
Tk-2909. En el caso de esta unidad, la ingeniería estuvo a cargo de YPFB y el diseño
original sufrió drásticas modificaciones razón por la cual no se pueden mencionar las
variables de diseño.
3.1.10 DESCRPCION TECNICA UNIDAD DE REDESTILADO
La torre T-101, construida en 1948 por Foster Wheeler Co.. para el procesamiento de
crudo, operó como tal hasta 1977 y posteriormente fue adecuada para redestilar

89
reformado a partir del año 1979. La T-101 fue la primera que tuvo la refinería
Gualberto Villarroel.
La carga de gasolina platformada (mayor cantidad de parafínicos y nafténicos) que
posee entre 97 y 98 de octanaje, es transportada desde tanque (TK-2911) por la
bomba P-608 (Casa de bombas antigua) hasta los intercambiadores (I-101), (I-102) e
(I-103) pasando por los tubos para ganar calor y de esta manera economizar en
combustible para llegar a 70 - 80 °C al ingresar a la torre T-101.
La carga entra a la torre (T-101) por la zona flash donde se calienta mas y se dirige
al fondo para ser bombeado (P-102) hacia el Alambique horizontal (H-101) que
trabaja con gas natural y posee seis quemadores; el control de salida fue
modernizado donde la válvula de gas natural trabaja enlazada con la temperatura
de salida del alambique mediante un control automático implementado
recientemente; a continuación la carga entra de nuevo a la torre y comienza la
redestilación con una presión de 4.5 Kg/cm2
, existirá una recirculación interna debido
Figura N° 24 Diagrama de flujo de la unidad de redestilado de platformado

90
a las separación de las moléculas liquidas que llegando a su temperatura de
ebullición se convertirán en moléculas gaseosas.
El proceso de destilación implica una separación de las moléculas en la zona Flash
ya que las que se encuentran en el estado gaseoso se elevan por los platos hasta
que algunas de ellas se unen para condensarse por atracción molecular y servir de
recirculación; así existirá un equilibrio gas-liquido dentro de la torre; a continuación
estas moléculas ya condensadas se depositan en sus respectivos platos para
finalizar con la destilación y salir en el caso de los livianos por cabeza, los cortes
medios por el lateral y los pesados son evacuados por el fondo.
Como producto de cabeza de la torre (T-101) tenemos hidrocarburos parafínicos
(propano, iso-propano y pentano) de bajo octanaje con una temperatura de 81°C,

91
como corte lateral tenemos la gasolina redestilada que tendrá alto contenido de
hidrocarburos aromáticos y bajo contenido de hidrocarburos parafínicos (meta Xileno,
2, 3, 4 Trimetíl-pentano y Tolueno+2,3,3 Trimetíl-pentano) y sale con un octanaje
hasta de 103 RON con una temperatura de 116°C. Finalmente el corte de fondo
estará compuesto por hidrocarburos aromáticos (meta Xileno) a 76°C.
El corte de cabeza que sale de la torre en estado gaseoso cede calor a la carga de
gasolina platformada por la coraza del intercambiador (I-101), al perder calor
condensará para luego dirigirse a los enfriadores (E-101/2) donde el agua de
enfriamiento se encargará de enfriarla para mantener la presión en el acumulador; se
dirige al Acumulador (D-101), y el excedente por rebalse se manda al enfriador (E-
103); actualmente, este se encuentra fuera de servicio ya que bajaría la presión en el
acumulador D-102 ya que al bajar la temperatura de este excedente y se perdería
presión en la bomba; entonces va directamente al acumulador D-102 donde las
ultimas trazas de hidrocarburos mas livianos se dirigen a la tea y el resto se va a
tanque Slope (TK-2912, TK-2913). Por otro lado, el liquido acumulado en el D-101 es
bombeado (P-106) para el reflujo de la torre (T-101) con el objeto de mantener la
temperatura de cabeza y así separar los livianos. El sistema de control también fue
modernizado enlazando el Controlador, Registrador de Temperatura de cabeza con
el Reflujo.
El corte de fondo de la misma torre (T-101) sirve para mantener la temperatura de
fondo constante; una parte va a la recirculación y una mínima parte que es
excedente del proceso se va a Slope (TK-2912, TK-2913) pasando por el enfriador
(E-105) para bajar a una temperatura cercana a la del ambiente; posee una válvula
de control que se encuentra enlazada al nivel de fondo de la torre.
El corte lateral (T-101) es el más importante para la producción de la gasolina de
aviación, con un octanaje dentro de especificaciones (encima de 100 RON). Este se
dirige a la torre T-102 que actualmente trabaja como acumulador debido a la
adecuación de las instalaciones de la primera unidad de crudo de la Refinería; los

92
gases incondensables que salen de la cabeza de esta torre regresan a la torre T-101
para convertirse en su reflujo de cabeza. Existe una válvula de control (LV-102) que
enlaza el flujo de salida de la T-101 a la T-102 con el nivel de la torre T-102 con el
objeto de regular el reflujo hacia la torre. El producto de salida de la torre (T-102) se
dirige a un intercambiador (I-102) y enfriador (E-104) para bajar la temperatura y
dirigirse a su almacenaje (TK-055) como redestilado de gasolina platformada. Se
tiene una válvula de control que enlaza la salida de la carga a tanque con el nivel de
la torre T-101.
Tabla N°13 Propiedades del platformado
Cortes RON
TVR
psia
PI º F PF º F
Carga 98,8 5,5 109 372
Cabeza 82,2 9,4 102 237
Lateral 104,7 1 158 304
Fondo 110,3 0,4 289 430
3.2EQUIPOS EN LOS PROCESOS DE REFINACION
Todos los equipos existentes en una refinería cumplen un rol importante en el
desarrollo de los procesos de separación, conversión entre otros, porque sin estos
equipos no se lograría el objetivo principal que es de refinar el petróleo.
3.2.1 TORRE DE FRACCIONAMIENTO (TOPPING)
Figura N° 25 Torre fraccionadora de petróleo

93
Fuente Sector Carburantes.YPFB REFINACION, 2009
La torre de fraccionamiento dentro de una refinería es la pieza fundamental para la
refinación ya que si esta torre se opera fuera de los parámetros operacionales los
productos obtenidos saldrán fuera de especificación y este problema repercutirá a las
demás unidades.
Estos equipos permiten separar los diferentes cortes de hidrocarburos presentes en
la carga previamente vaporizada, produciéndose condensaciones controladas,
estableciéndose transferencias de energía y masa adecuadas para obtener los

94
combustibles específicos. Las etapas de equilibrio se logran con dispositivos que
permiten un intimo contacto entre la fase vapor (ascendente) y la fase liquida
(descendente). Los más comunes son campanas de burbujeo, platos de válvulas,
platos perforados y rellenos. En estos equipos se ajusta la curva de destilación de los
combustibles.
3.2.2 TORRES DE DESPOJAMIENTO (STRIPPERS)
Son pequeñas torres cuya función principal es eliminar los componentes de bajo
peso molecular (volátiles) de los combustibles extraídos lateralmente en las torres
fraccionadoras, el principio físico en el que se basa su funcionamiento es la
disminución de la presión parcial de los componentes por la inyección de un fluido
(fase vapor) en el equipo. En estos equipos se ajusta el punto de inflamación de los
combustibles. Los fluidos normalmente usados son vapor o gas seco.
3.2.3 TORRES DE CORTE (SPLITTERS)
Son torres cuya función principal es separar 2 productos a través de un corte fino, en
este tipo de torres la gravedad de la carga en función a los productos obtenidos no
varia considerablemente, una variable clave en esta tipo de torres es el reflujo
Figura N°26. Torre de corte o splitter

95
Fuente Sector Carburantes.YPFB REFINACION S.A, 2009
3.2.4 REACTORES
Los rectores en una refinería cumplen la función de conversión, transformando una
molécula de hidrocarburo en otra sencilla o compleja
Dentro de la refinería se tiene reactores de desulfuración y de reforming catalítico, los
cuidados que se tienen es conocer el tipo de carga que se ingresa a los reactores
porque si ingresan venenos al reactor tales como el azufre, nitrógeno, entre otros

96
reducen el tiempo de vida útil del catalizador. Los reactores de la refinería son
reactores de lecho fijo, la regeneración de dicho catalizador se la efectúa según al
tiempo de operación o la severidad en cual se encuentre el catalizador.
Figura N°27 Reactores de lecho fijo
3.2.5 HORNOS

97
Equipos de transferencia de calor, constituidos por tres zonas
• Zona de convección o de precalentamiento
• Zona de radiación
• Tiraje o chimenea del hornos
Estos equipos otorgan el calor necesario al hidrocarburo para entrar a la zona de
flasheo y obtener la mayor cantidad de destilados
Figura N°28. Horno o Alambique
3.2.6 INTERCAMBIADORES DE CALOR

98
Estos equipos sirven para realizar transferencia de calor entre una sustancia fría
con otra caliente, por tal efecto existe un ahorro energético en el consumo de
combustible de los hornos posee de 2 partes
• Tubos
• Carcasa
El sentido de flujo es en contra corriente para poder aprovechar la transferencia de
calor de fluido a fluido
Figura N°29 Intercambiador de calor (tubos coraza)
3.2.7 ACUMULADORES

99
Los acumuladores llamados también separadores, operan de la siguiente manera
separan fases de hidrocarburos tanto fase liquida como fase gaseosa, la fase liquida
puede ser succionada por una bomba y la fase gaseosa puede ser succionado por
un compresor, pero también se debe mencionar la presencia de agua que debe ser
expulsado por un drenaje mediante una bota controlada por un visor de nivel.
Figura N°14 Acumulador de TEL B
3.2.8 BOMBAS
Equipos impulsores de los fluidos, que otorgan al fluido energía cinética como
energía potencial, estas bombas pueden ser de dos tipos centrifugas y reciprocas
Las bombas centrifugas son para grandes caudales con presiones moderadas pero
las reciprocas son bombas para caudales menores pero elevadas presiones
Figura N°31 Bombas impulsoras centrifugas

100
Figura N°32 Bombas impulsoras reciprocantes

101
3.2.9 COMPRESORES
Los compresores sirven para comprimir un fluido cambiando el estado de una fase
gaseosa a una fase liquida, estos equipos se lo utilizan las unidades de recuperación
de gases como en la unidad de crudo.
Figura N°33 Compresor de gases de la unidad de platforming
Fuente Sector Carburantes. YPFB REFIANCION, 2009
3.2.10 TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Son recipientes acumuladores de gran capacidad, su función principal es almacenar
productos con diferente comportamiento
Dentro de lo tanques de almacenamiento se tiene:
• Tanques API (Tanques de techo flotante, techo elíptico)
• Tanques a Presión (Tanques esféricos)

102
Figura N°34 Tanque API techo flotante
Figura N° 35 Tanque de Presión

103

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