ESTUDIO DE FACTIBILIDAD TÉCNICA PARA OPERACIÓN DE COMPRESORES CENTRÍFUGOS EN PLANTAS DE HIDROTRATAMIENTO PARA CONCENTRACIONES DE HIDROGENO VARIABLES

Abstract

El hidrógeno (H2) es muy importante en plantas de hidrotratamiento en refinerías para el craqueo y desulfurización de los combustibles, las que poseen compresores centrífugos que recirculan una mezcla cuyo principal elemento es el H2. La empresa en la que se desarrolló este trabajo es ''Enap Refinerías Aconcagua'' (ERA), la cual con la instalación de una planta llamada ''PSA'' verá incrementado el nivel de concentración de H2 en sus plantas de hidrotratamiento, lo cual altera el comportamiento de los compresores. El presente estudio generó un modelo a partir del análisis dimensional aplicado a compresores, capaz de simular las nuevas curvas características que presentarían los compresores si operasen con un nuevo gas. Este modelo le permitirá a la empresa visualizar los nuevos puntos de operación y ver si técnicamente el compresor es capaz de operar y hasta qué punto con una mayor pureza de H2. En la actualidad ya los compresores J-301 (Mildhidrocracking), J-1201 (Hidrocracking) y J-1701 (Hidrodesulfurización de Gasolina) presentan baja presión de descarga respecto a la de diseo pues se encuentran trabajando a menor velocidad y con un gas cuya composición posee mayor H2 respecto al diseo. La Baja de presión de descarga debido a la caída en peso molecular debiera ser suplida aumentando la velocidad hasta la máxima permitida en el J-301 y J-1201 (ambos movidos por turbina a vapor) o aumentando la presión de succión en el J-1701 (movido por motor eléctrico). Estos elementos motrices serían capaces de satisfacer las nuevas demandas de potencia pronosticadas como límites. Se determinó que la condición límite de concentración de H2 admisible para mantener la presión de descarga de diseo es aproximadamente: J-301: No sobrepasar un 78% concentración molar de H2 y 13100 RPM. J-1201: No sobrepasar un 87% concentración molar de H2 y 15000 RPM. J-1701: No sobrepasar un 87% concentración molar de H2. Los compresores serán incapaces de trabajar con mayor H2 al sealado a menos que se acepte una disminución en la presión de descarga. Se comprobó y verificó validez del modelo desarrollado a través de la aplicación del software para simulación de procesos ''HYSYS''. La sección de operaciones de refinería decidirá finalmente si conviene para la planta un aumento de H2 a expensas de una baja en la presión de descarga. De lo contrario, se deberá analizar la modificación o reemplazo de los existentes.