Proyecto ingeniería de calor

Intelligent development Effective solutions

Proyecto Minatitlán
Sistema de enfriamiento para corrientes de hidrocarburos
Iniciado 10 de marzo de 2010

Entregado
27 de abril de 2010

Responsables: I.Q. Alejandra Mariel Reyes Salazar I.Q. Elizabeth Martínez Vázquez I.Q. Lesly Alejandra Oliveros Ayala I.Q. Nury Jiménez Tapia I.Q. Luis Angel Briones Juárez I.Q. Daniel Sánchez Segura[Coordinador]

Resumen del proyecto
Descripción de la situación
En la refinería de PEMEX en Minatitlán, Veracruz, se desea instalar equipos de intercambio de calor para el enfriamiento de cuatro corrientes de hidrocarburos, como se muestra en el siguiente diagrama:

Especificaciones
Todos los equipos deberán cumplir con cada uno de los siguientes requerimientos: i. Ser intercambiadores de tubos ycoraza tipo (1-n) ii. Las dimensiones máximas permisibles para cada equipo son 24 ft de largo y 50 in de diámetro de coraza iii. Fabricados totalmente en acero al carbón comercial iv. Utilizar tubos de 1 in 16BWG en arreglo triangular con pitch de 1,25 in v. Usar agua a 90ºF como medio de enfriamiento vi. Considerar las condiciones de pH, alcalinidad y porcentaje de sólidos disueltos del aguadisponible en la refinería de tal forma que se evite que la corriente de salida sea incrustante o corrosiva

Objetivo
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Desarrollar dispositivos de intercambio de calor para reducir la temperatura de las cuatro corrientes de hidrocarburos de acuerdo a lo especificado. Optimizar los dispositivos para obtener el mínimo costo anual de cada uno de ellos.

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Proyecto Minatitlán

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Método dediseño
Selección de temperaturas de salida adecuadas
A fin de evitar la corrosión o incrustación de equipos y tuberías, se utilizó el índice de Langelier para calcular el intervalo de temperaturas permisibles de salida del agua. Utilizando los siguientes parámetros para el agua de la refinería de Minatitlán1 y con apoyo de la calculadora del índice de saturación Langelier de la compañía Lenntech(Lenntech Agua residual & purificación del aire Holding B.V, 2009) se obtuvo el intervalo de temperaturas de operación no corrosivas o incrustantes.
pH 7,36 270 Temperatura salida agua (ºF) 95 40 100 105 25 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155



Indice Langelier -0,46 -0,41 -0,36 -0,30 -0,25 -0,20 -0,15 -0,09 -0,04 0,01 0,07 0,12 0,17

Sales disueltas totales (mg/L) Concentraciónanalítica calcio (mg/L) Concentración analítica carbonato (mg/L)

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Debido a que se trata de datos considerados como confidenciales por el personal de la refinería, no nos es posible indicar la

referencia en este artículo. Ruego al cliente ponerse en contacto con Lemand Engineers para cualquier duda o aclaración al respecto. Proyecto Minatitlán
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Se decidió que el intervalo detemperaturas permisibles sería aquel donde el índice de Langelier tenga un

valor dentro del intervalo ±0,15. Por ende las temperaturas de salida permisibles deben ser mayores a 125ºF y menores a 150ºF para evitar daños a la infraestructura.

Simbología
T1 T2 t1 t2 tw Cp WS Wi Temperatura de entrada del hidrocarburo Temperatura de salida del hidrocarburo Temperatura de entrada del agua Temperatura desalida del agua Temperatura de pared de intercambio Calor específico a presión constante Flujo másico del hidrocarburo Flujo másico del agua k μ μw Re Sg Q A LMTD Conductividad térmica Viscosidad Viscosidad a la temperatura de la pared Número de Reynolds Gravedad específica Carga térmica total Área de intercambio térmico Logarithmic Mean Temperature Difference Media Logarítmica de Diferencia deTemperaturas

Método de Bell para diseño de intercambiadores de tubos y coraza
1. Suponer el número de pasos para el intercambiador 2. Establecer t2 de acuerdo a los valores permitidos por el índice de Langelier 3. Calcular las funciones R y S

4. Verificar el factor λ respectivo para las funciones R y S (Kern, 1999; p.933) 5. Si λ < 0,9 entonces, seleccionar otro número de pasos o tc. Si λ > 0,9...