Evaluación técnica y económica de dos sistemas de separación de etileno en un proceso de Steam Cracking

Abstract

La presente Tesis analiza la viabilidad técnica-económica de dos arreglos o sistemas de separación presentados por dos licenciantes de tecnología de Steam Cracking para la producción etileno a partir de naftas (Linde AG y Lummus Technology), con el fin de tomar la decisión de cuál es el modelo de separación más económico y óptimo en la separación - purificación del etileno deseado. Actualmente, en el Perú se tiene una producción excedente de más de 45.0 mil barriles por día entre Nafta Primaria y Gasolina Primaria, los cuales son exportados para ser usados en la industria Petroquímica desaprovechando el valor agregado que se puede obtener al producir un producto intermedio como el etileno a través de un proceso de “Steam Cracking”. Con ello se puede finalmente producir polietileno de alta y baja densidad, a fin de atender la demanda nacional de Plásticos a nivel nacional y latinoamericano. A nivel mundial existen varios licenciantes de tecnología del proceso de “Steam Cracking” (China Petrochemical Technology Co., Lummus Technology, Linde AG., Technip, etc.) presentando cada uno al mercado una patente diferente con arreglos o sistemas de separación propios, alcanzando eficiencias de separación parecidas con una desviación máxima de 0.15% entre una y otra Las tecnologías seleccionadas a analizar para el proceso de separación- purificación de etileno han sido las de Lummus Technology y Linde AG por su presencia a nivel mundial y experiencia reconocida. Lummus Technology es el proceso más ampliamente aplicado para la producción de etileno y propileno de calidad para polímeros. El proceso se caracteriza por su rendimiento, incluyendo el rendimiento del producto y la eficiencia energética; baja inversión y costo; así como fiabilidad de funcionamiento. Esta tecnología representa alrededor del 40% de todo el mundo en capacidad de etileno. La tecnología de Linde AG se ha desarrollado durante 60 años en la separación criogénica de etileno a partir de mezclas de gases. Las características más sobresalientes se traducen en energía y rendimiento de operación. Su tecnología cuenta con craqueo térmico, la compresión de gas craqueado y lavado físico, fraccionamiento, secado por adsorción, hidrogenación catalítica y otras operaciones adicionales y necesarias al proceso. El dimensionamiento de la Unidad de Craqueo Térmico de Naftas se realizó al revisar la data actual de exportación de naftas/gasolinas primarias y la proyección de demanda de polietileno a nivel latinoamericano. De acuerdo a ello, se tiene un dimensionamiento de 33.5 MBPD de procesamiento de naftas/gasolinas primarias. La evaluación técnica se realizó mediante un software de simulación de procesos comercial, lo que permitió definir que técnicamente sus eficiencias de separación de etileno son muy similares; además de ello permitió diseñar y costear los equipos necesarios para cada patente. La evaluación económica realizada para cada patente definió que la tecnología Lummus es la más indicada para el proceso de separación-purificación de etileno al presentar indicadores de rentabilidad superiores.