27000380 mezcladores estaticos sulzer en refinerias
TRANSCRIPT
Sulzer Chemtech
Components and Services for Separation, Mixing and Cartridge Technology
Sulzer Chemtech– Moving Ahead
Sulzer ChemtechSulzer – Company History
Sulzer Chemtech
CEO
Ton Büchner
Sulzer – Executive Committee
Sulzer Pumps
Kim Jackson
Sulzer Metco
Henri Steinmetz
Sulzer Chemtech
Urs Fankhauser
Sulzer Turbo Services
Peter Alexander
Corporate Secretariat General
Alfred Gerber
Corporate Finance/CFO
Peter Meier
Sulzer Chemtech
4
Sulzer Today� Approximately 10 000 employees� Sales of approximately CHF 3 billion p.a.� Four divisions in clearly defined main end markets� One central research and development unit to support the divisions
����������������Other
����Aerospace
����������������Power generation
����������������Oil and gas
����
Sulzer Turbo
Services
����
Sulzer Pumps
����Automotive
��������Pulp and paper
Sulzer Chemtech
SulzerMetco
Share of sales
Sulzer ChemtechSulzer PumpsMarket Leader in Pump Technology and Hydraulics
� No. 1: Pulp and paper� No. 2: Oil and gas� No. 4: Power generation
Sulzer ChemtechSulzer MetcoLeader in Surface Technology
� No. 1: Coating equipment� No. 1: Coating materials� No. 3: Coating services
Sulzer ChemtechSulzer Turbo ServicesGlobally Leading Independent Service Provider
� No. 1: Industrial gas turbines� No. 1: Steam turbines� No. 1: Turbocompressors
Sulzer ChemtechSulzer ChemtechComponents and Services for Separation, Mixing and Cartridge Technology
� No. 1: Static mixers (at high viscosity)� No. 2: Separation columns
Sulzer Chemtech
10%
11%
79%
Tower Field Service
Static Mixing
Separation Columns
25%
22%6%
43%
1%
3%
SwitzerlandEU countriesOther European countriesNorth AmericaLatin AmericaAsia, Australia
Order Intake Split by Segment and Market Area
Order intake 2006 by segmentTotal CHF 602 million
Order intake 2006 by market areaTotal CHF 602 million
Sulzer ChemtechCompetitive Picture
���Quadro Systems
���Static Mixing
���Field Service
���Separators
���Rings
���Trays and Replacements
���Structured Packings
Ritter and TAH
ChemineerSmall PlayersKoch-Glitsch
SulzerChemtech
Main Competitors
Segment
Sulzer ChemtechGlobal Organization Structure
Sulzer ChemtechSales Offices
Poland
Switzerland
USA
MexicoIndia
China
Singapore
Sulzer ChemtechManufacturing Companies
(159)
(213)
(272)
(250)
(224)
(171)
(687)
Staff, worldwide 2089 (Jan '07)
Sulzer Chemtech
Mixing and Reaction Technology Products and Applications
� Motionless mixers placed in pipes
� Geometry of devices provides mixing effects
� Wide range of applicationsfor gases and liquids
� For cooling, heating, reactingin the polymer production process
� Diameter from a few mm to 2 m
Sulzer Chemtech
Mixing and Reaction Technology Markets and Customers
Polystyrene, engineered plastics, adhesivesEnd product
Technology leader, strong No. 1Market position
Product technology, applications know-how, innovationKey success factors
Refineries, petrochemical, and chemical plants, polymer production, construction industry, e.g., Shell, BP, Foster Wheeler, 3M, Hilti
Customers
General GDP, some segments 10–15 %Growth
CHF 400–500 millionMarket size
Oil and gas, petrochemical industry, plastic production, automotiveSegments
Sulzer Chemtech
Mezcladores Estáticos =
Características Generales
Mezclado en línea sin partes móviles en procesos continuos
Sulzer Chemtech
Mezcladores Estáticos Sulzer :
• Excelente Eficiencia de Mezclado Altas velocidades de transferencia de calor y masa aun con fluctuaciones de flujo
• Bajo Consumo de Energía Por lo tanto bajos costos de operación
• Sin Partes MóvilesBajo costo de inversión
Bajo mantenimiento costo de mantenimiento
• Sencillo de EscalarBajo riesgo en aplicaciones nuevas
• Mezclado de acuerdo a un principio geométrico No es aleatorio
Características Generales
Sulzer Chemtech
Mezcla: - Compuestos Solubles (ejemplo: alcohol y agua)- Homogeneidad y caída de presión- Influencia de turbulencia (numero de Reynolds)
Dispersión: - Compuestos Insolubles (ejemplo: aceite y agua)- Tamaño de gota, transferencia de masa y caída de presión- Influencia en separadores aguas abajo
Contacto: - Gasificación de líquidos- Lavado de gases
Evaporación: - Mezclador - evaporador
Cambio de Calor: - Productos de alta viscosidad y sensibles a la temperatura
Condicionamiento: - Distribuidores a reactores o intercambiadores de calor- CFD
Características Generales
Aplicaciones de los Mezcladores Estáticos
Sulzer Chemtech
Mezcladores estáticos masusados en Refinerías
Características Generales
SMV
SMI
SMF
SMX
SMXL
Sulzer Chemtech
Tipos de Mezcladores y sus Aplicaciones
� Mezclado Turbulento de componentes solubles. SMI
Características Generales
SMV � Dispersión y contacto de componentes insolubles para optimizar la transferencia de masa.
� Mezclado Turbulento en ductos rectangulares.
SMX � Mezclado y dispersión en régimen de flujo laminar.
SMXL � Optimización de la transferencia de calor en tubos bajo régimen laminar.
SMR � Optimización de la transferencia de calor en lado coraza bajo régimen laminar.
SMF � Mezclado de productos conteniendo fibras o sólidos.
Sulzer Chemtech
APLICACIONES MAS COMUNES
EN REFINERIAS
Sulzer Chemtech
RCCRCC
StabilizationStabilization
HydrotreatingHydrotreating
VacuumDistillationVacuumDistillation
HVGO
FCCFCC
VisbreakingVisbreaking
HydrotreaterHydrotreater
Catalytic ReformerCatalytic Reformer
MeroxMerox
Amine treatingAmine treating
MeroxMerox
Solvent dearomat.Solvent dearomat.
Sulfur recoverySulfur recovery
Butane
Propane
Fuel gas
Sulfur
Kerosine
Gasoil
IsoButane
Gasoline Pool
Fuel oil
Asphalt
LPG MeroxLPG Merox
Merox
Naphtha splittingNaphtha splitting
LPG ConcentrationLPG Concentration
AlkylationAlkylation
Kerosine
Diesel
Heavy Diesel
AGO
Residue
Heavy naphtha
IsomerizationIsomerization
HydrotreatingHydrotreating
IsoButane
HydrotreatingHydrotreating
LVGO
CokingCoking
Resid upgradingResid upgrading
Catalytic condensationCatalytic condensation
MTBETAMEMTBETAME
Methanol
Mid Distillate
Coke
Butane
Asphalt plantAsphalt plant
DewaxingDewaxing
HydrocrackingHydrocracking
Mid Distillate
Lube oilLube plantLube plant
Crude AtmosphericCrude Atmospheric
GoFinerGoFiner
Benzene reductionBenzene reduction
Hydrogen productionHydrogen production
De-HydrogenationDe-Hydrogenation Butilene
IsocrackerIsocracker
HydrogenationHydrogenation
Sour Water StripperSour Water Stripper
Thermal crackingThermal cracking Mid Distillate
Oligomerization
Oligomerization
Oil
Gas
DesaltingDesalting
Refinery units
Sulzer ChemtechAlmacenaje y Envio de Crudo
Crudo
GasProducciónProducción
EstabilizaciónEstabilización
Secado GasSecado Gas
Endulzamiento GasH2S - CO2
Endulzamiento GasH2S - CO2
Separador Agua/Gas Separador Agua/Gas
LA SOLUCIÓNMEZCLADOR ESTÁTICO
� Distribuye el agua para muestreo representativo � Cumplimiento con códigos ISO-3171 y ASTM � Sin mantenimiento � Baja inversión y sin costos de mantenimiento
comparado con sistemas de mezclado tipo jet � Rango típico de caída de presión entre 0,3 y 1 bar� Adicionalmente permite un desalado preliminar
LA SOLUCIÓNMezclado de Crudo con Mezclador Estático� excelente homogeneidad� reduce perturbaciones a la refinería
por cambios de calidad de crudo� reduce almacenaje � alta relación de turn down� Caída de presión típica entre 0,01 y 0,3
bar
Muestreo de CrudoEL PROBLEMA� El agua esta parcialmente estratificada, no
permite muestreo representativo � Analizadores automáticos no dan lectura
confiable por la estratificación del agua� Tomadores de muestra automáticos no pueden
tomar muestra representativa
Mezclado de CrudoEL PROBLEMA� Mezcla de crudos diferentes en
tanque produce perturbaciones a la refinería por cambios de calidad de crudo
� Requiere almacenaje adicional
Sulzer ChemtechMezcla y Distribución de Gas
Gas
Natural
Crudo
ProducciónProducción
EstabilizaciónEstabilización
Secado GasSecado Gas
Endulzamiento GasH2S - CO2
Endulzamiento GasH2S - CO2
Separador Agua/Gas Separador Agua/Gas
GasRefinería
El Problema� Mezcla no homogenea produce
fluctuaciones en poder calorifico del gas
� No optima quema del gas en quemadores
� Alta concentración local de impurezas(H2S)
LA SOLUCIÓNMezclador Estático� Excelente homogeneidad� Reduce perturbaciones en los hornos
y calderas por cambios de poder calorífico del gas
� Mejora eficiencia de los quemadores� Disminuye el riesgo de altas
concentraciones locales de impurezas
GasCombustible
Sulzer ChemtechUnidad de Destilación Atmosférica de Crudo
KERO
DIESEL
AGO
Gas
GLP LN
HN
HN
Residuo
Desalador
Preflash
Torre Atmosférica
Domo
Agotadores
Estabilizadora
SeparadorNaftas
Agua de
lavado
InyecciónQuímico
Sulzer ChemtechDesalador de Crudo
Desalado de CrudoEL PROBLEMA
A fin de extraer la sal del crudo la válvula de mezcla produce una caída de presión que forma gotas de agua de diferentes tamaños, a fin de aumentar la eficiencia de extracción se debe aumentar la caída de presión de la válvula de manera que la gotas de agua sean más pequeñas y con eso aumentar el área de transferencia. Sin embargo las gotas más pequeñas son más difíciles de coalescer (aún en la presencia de un campo magnético) por lo que son arrastradas con el crudo a la salida del desalador, llevando con ellas la sal lo que disminuye la eficiencia de desalado.
Cáustico
Crudo
Agua
Válvula de
Mezcla
Separador Electrostático
Desalado de CrudoLA SOLUCIÓN
El mezclador estático aumenta el contacto de las gotas de agua con el crudo gracias a su forma geométrica. Esto permite reducir la caída de presión de la válvula de mezcla. Al usarse una menor caída de presión no se generan gotas pequeñas y se maximiza la separación de las gotas de agua en el desalador, mejorando la eficiencia global del desalado, reduciendo el contenido de agua en el crudo desalado y el contenido de aceite en el agua efluente.
Mezcladorcrudo / agua
Sulzer Chemtech
A B B
V-1 V-2
A - Sales (mg/l): 95(lb/1000 bbl): 33
Contenido de agua (% vol): 2,3Gravedad Específica: 0,866API: 31.9Temperatura (°C): 132
B - 2,7% agua de lavado a flujo de crudo
Resultados: V-1 V-2Cont. Sal en crudo (mg/l): 13,6 7,1
(lb/1000bbl): 4,8 2,5Cont. agua en crudo (% vol): 0,45 0,09 Cont. aceite en agua (mg/l): 13,6 12,4 Caída de Presión (bar): 0,64 0,26
Desalador de Crudo
EJEMPLO
Sulzer ChemtechSulzer Chemtech
� Tamaño de gota uniforme
� Largo tiempo de residencia
� Mejor coalescencia del agua
1) Válvula de mezcla
2) Mezclador Sulzer
3) Tubería de entrada al desalador
Desalador de Crudo
Sulzer Chemtech
Sulzer ChemtechSistema de Condensación de Tope
Corrosión TopeEL PROBLEMA
Las sales no removidas del crudo forman acido clorhídrico a las condiciones del calentador, el ácido se disuelve en el agua que condensa a las condiciones del domo formando una solución ácida que ataca el acero de las tuberías.A fin de aumentar el pH se añade una solución básica de hidróxido de amonio ó amina neutralizante, esto con el fin de mantener el pH entre 5.5 y 6.5 y con ello reducir la corrosión, si se añade mucha solución neutralizante el pH pasa a básico y ocurre un mecanismo de corrosión diferente.La inyección del neutralizante se realiza a través de una boquilla que “Atomiza” la solución produciendo gotas de diferentes tamaños las cuales se mueven de forma aleatoria reaccionando con el HCl, esto requiere de largas longitudes de tubería y no todo el HCl será neutralizado
NeutralizanteNeutralizante
Sulzer Chemtech
Corrosión TopeLA SOLUCIÓN
El mezclador estático permite una mejor distribución del tamaño de las gotas del neutralizante, adicionalmente obliga a que las gotas tengan un mayor contacto con el gas, neutralizando rápidamente el HCl en una menor longitud de tubería, reduciendo la corrosión, también permite un mejor control del pH reduciendo el consumo de amina fílmica. EL resultado final es una reducción en los costos operacionales y de mantenimiento del sistema.
NeutralizanteNeutralizante
Sistema de Condensación de Tope
Sulzer Chemtech
RecicloAlimentación
H2
Separador de Alta presión
Diesel
KeroseneDebutanizador
Reactor
Unidad de Hidrocraqueo
Sulzer Chemtech
Agua Amarga
Alimentación
H2 Fresco
Reactor
H2 reciclo
Enfriador de gas del separador caliente
Agua de LavadoAceite de Lavado
SeparadorFrío
Producto
Separador Caliente
PROBLEMASe requiere que la alimentación este bien homogeneizada para evitar puntos locales de alta temperatura en el reactor (Particularmente cuando hay corrientes que contienen olefinas), asímismo se distribuyen las impurezas.
Maximizar la absorción del hidrógeno en la alimentación y asi aprovechar al máximo la primera parte del lecho de catalizador.
LA SOLUCIÓNInstalar un mezclador estático que permite homogeneizar la alimentación y promover la dispersión del hidrógeno a fin de maximizar su absorción por el aceite de carga.
Unidades de Hidrotratamiento
Sulzer Chemtech
Agua Amarga
Alimentación
H2 Fresco
Reactor
H2 reciclo
Enfriador de gas del separador caliente
Agua de LavadoAceite de Lavado
SeparadorFrío
Producto
Separador Caliente
PROBLEMALas unidades de hidratratamiento producen grandes cantidades de amoniaco y sulfhídrico, en algunos casos se encuentran pequeñas cantidades de cloruros.
El amoniaco junto con el sulfhídrico y los cloruros forman sales que precipitan directamente de gas a sólido, estos sólidos depositados producen corrosión del metal que se encuentra debajo, se requiere añadir agua para:
•Reducir la concentración del amoniaco, sulfhídrico y cloruros en el gas y evitar la formación de sólidos.•Disolver el sólido que se haya formado.
La Solución Inyectar agua con una boquilla y mezclador estático que permite distribuir las gotas de diferente tamaño, uniformarlas y ponerlas en contacto con el gas absorbiendo eficientemente los compuestos mencionados. La estructura geométrica del mezclador permite que las gotas entren en mayor contacto con el gas.La mayor disolución de las sales en el agua disminuye su precipitación en los enfriadores de gas, menor contenido de H2S y HCl en el hidrógeno de reciclo asi como en la alimentación a la estabilizadora
La Solución TípicaInyectar agua con una boquilla que permite “Atomizarla” produciendo gotas de diferente tamaño que en contacto con el gas absorben parte de los compuestos mencionados. Sin embargo, las gotas tienen un contacto “aleatorio” no muy eficiente con el gas lo que no permite una buena absorción de todos los compuestos y el no buen contacto con toda la superficie del metal, en algunos casos estas gotas han causado erosión interna de la tubería produciendo ruptura de la misma.
Unidades de Hidrotratamiento
Sulzer Chemtech
Alimentación
Vapor
Reciclo
Aceite Catalítico Pesado
Aceite Catalítico Ligero
Aceite ClarificadoNafta
GLP
GAS
Slurry al REACTOR
Unidad FCC
Sulzer ChemtechSistema de Alta Presión
Inter-Enfriador
Inter-Enfriador
Agua de lavado
Agua de lavado
Agua de lavado
Gas Humedo
Nafta + Ligeros
Nafta a Absorbedor
Condensadores 1ra Sección Compresor 2da Sección Compresor
Fraccionadora Principal
PROBLEMALas unidades de Craqueo (Catalítico ó térmico) producen grandes cantidades de amoniaco, sulfhídrico y cloruros, adicionalmente se forman pequeñas cantidades de cianuros.
El amoniaco junto con el sulfhídrico y los cloruros forman sales que precipitan directamente de gas a sólido, estos sólidos depositados producen corrosión del metal que se encuentra debajo, se requiere añadir agua para:
•Reducir la concentración del amoniaco, sulfhídrico y cloruros en el gas y evitar la formación de sólidos.•Disolver el sólido que se haya formado.•Reducir la concentración de los cianuros en el agua y evitar corrosión bajo tensiones
La Solución TípicaInyectar agua con una boquilla que permite “Atomizarla” produciendo gotas de diferente tamaño que en contacto con el gas absorben parte de los compuestos mencionados. Sin embargo, las gotas tienen un contacto “aleatorio” no muy eficiente con el gas lo que no permite una buena absorción de todos los compuestos y el no buen contacto con toda la superficie del metal, en algunos casos estas gotas han causado erosión interna de la tubería produciendo ruptura de la misma.
Sulzer ChemtechSistema de Alta Presión
Inter-Enfriador
Inter-Enfriador
Agua de lavado
Agua de lavado
Agua de lavado
Gas Humedo
Nafta + Ligeros
Nafta a Absorbedor
Condensadores 1ra Sección Compresor 2da Sección Compresor
Fraccionadora Principal
La Solución Inyectar agua con una boquilla y mezclador estático que permite distribuir las gotas de diferente tamaño, uniformarlas y ponerlas en contacto con el gas absorbiendo eficientemente los compuestos mencionados. La estructura geométrica del mezclador permite que las gotas entren en mayor contacto con el gas.
Sulzer Chemtech
Alimentación de Olefinas
Alimentación de Isobutano
Reciclo HF
Asentador de ácido
Despropanizadora
Isostripper
Agotador de Ácido
Desbutanizadora
N-Butano
ALQUILATO
Propano
Reciclo IC4
Secadores
Secador
En el proceso de alquilación es importante mantener una alta relación isobutano/olefinas a fin de maximizar el octanaje y reducir la formación de polímeros.
El uso del mezclador estático permite eliminar altas concentraciones locales de olefinas minimizando la formación de polímeros y por ende incrementando el octanaje.
Unidad de Alquilación (HF)
Sulzer Chemtech
C3/C4 Settler
Spent Caustic
A DEBUTANIZADORA
Alimentacion
Lavado Caústico
Lavado Acido
Lavado Caústico
Lavado con Agua
Lavado con Agua
Spent Caustic
Reactor
A DEPROPANIZADORA
Unidad de Alquilación (H2SO4)
Sulzer Chemtech
LPG
Reformado
Alimentación
Gas rico H2
El proceso Semi-regenerativo de Reformación Catalítica de Nafta, requiere quemar el carbón depositado en el catalizador.
Al quemar el carbón se genera HCl el cual corroe las partes frías de la unidad, para evitar la corrosión se inyecta una solución de carbonato de sodio que neutraliza el HCl
Unidad de Reformación Catalítica
Sulzer Chemtech
� Gas de reciclo libre de HCl� pressure drop usually between
0,2 and 0,5 bar
Reposición de Cáustico Cáustico gastado
Purga de gas
Reactor
Reposición gas de Regeneración (O2)
Reciclo gas de Regeneración
Separador
Unidad de Reformación Catalítica
Sulzer Chemtech
Aire
Sosa Cáustica
Endulzamiento
Air
Sosa Cáustica
Endulzamiento
AireSosa Cáustica
Extracción
El mezclador estático permite una mayor dispersión del aire en la solución maximizando la absorción del oxígeno y con ello incrementando la reacción de oxidación de los mercaptanos a disulfuros, lo que reduce el uso de aire.
Unidades Merox
Sulzer Chemtech
Absorber
Sweetened Gas Acid
Gas to Claus
Regenerator
Accumulator
Sour Gas
Base
Base
Capacidad
Eficiencia
Mezclador
10 % mayor
20 % mayor
Unidades de Endulzamiento con Amina
Sulzer Chemtech
� Homogeneización de la mezcla maximiza la conversión a Azufre
� Caída de presión usualmente menor a 5 mbar
Azufre
Aire
3er Reactor
CondensadorAzufre
IncineradorGas de Cola
Azufre
ChimeneaDe 2do
reactor
Unidad Claus de Recuperación de Azufre
CondensadorAzufre
Sulzer ChemtechMezclado de Producto
AnalizadorViscosidad
Diluentes
Combustoleo
Sulzer Chemtech
Analizadory punto de muestreo
Aditivos (Ej: colorantes, marcadores)
Componentes Principales
Mezclador
� excelente homogeneidad � Reduce almacenaje (Tanques) � Alta variabilidad en las
relaciones de los componentes� Caída de presión típica entre
0,01 y 0,3 bar
Mezclado de Gasolina
Sulzer Chemtech
Analizadory punto de muestreo
Aditivos (Ej: colorantes, marcadores)
Gasóleos
Mezclador
� excelente homogeneidad � Reduce almacenaje (Tanques) � Alta variabilidad en las
relaciones de los componentes� Caída de presión típica entre
0,01 y 0,3 bar
Mezclado de Diesel
Sulzer Chemtech
Gas Ácido (H2S, CO2)
Mezclador
� excelente homogeneidad
� Maximiza recuperación de azufre
Mezclado de Gas
������������������������
������� ��������� ��������� ��������� ��
��������������������������������
Sulzer Chemtech
Muchas Gracias !!!