Propuesta de diseño de una planta de tratamiento de aguas amargas proveniente de la refinación del petróleo aplicando el simulador Aspen Plus®

El objetivo de este estudio es establecer una propuesta de diseño para una planta de tratamiento de aguas amargas aplicando el simulador de procesos Aspen Plus®. El agua amarga es el efluente de algunos de los procesos fundamentales dentro de la refinación del petróleo, como son: el craqueo catalítico fluido, hidrotratamiento, hidrodesulfuración y viscorreducción. La misma contiene elevados porcentajes de amoniaco y ácido sulfhídrico, por lo que para eliminarla a fuentes naturales es imprescindible realizar un tratamiento en el cual se separen dichos compuestos. Para la simulación se estableció una capacidad de 36000 kg/h de agua amarga con una concentración de 5000ppm de amoniaco y 1000ppm de ácido sulfhídrico en base a datos recopilados en la visita técnica realizada a la Refinería Estatal de Esmeraldas. Para la simulación se utilizó el modelo termodinámico NRTL. El equipo clave para cumplir el objetivo de remover los contaminantes del agua amarga es la columna agotadora, la misma que inicialmente se diseñó con un modelo básico DSTWU para obtener parámetros necesarios como el número de etapas, etapa de alimentación y servicio de calentamiento en el rehervidor. Una vez obtenidos los parámetros iniciales se diseñó una columna rigurosa RADFRAC de 21 etapas, con la alimentación en la etapa 8, sin condensador y con rehervidor tipo termosifón, de la cual el agua desflemada sale con una concentración de 0,0137ppm de NH3 y 2,1290e-13ppm de H2S cumpliendo de tal manera lo establecido en la NORMA ECUATORIANA DE CALIDAD AMBIENTAL Y DESCARGA DE EFLUENTES.

The aim of this research is a design proposal for a sour water treatment plant applying the Aspen Plus® process simulator. Bitter water is the effluent of some of the fundamental processes within oil refinement, such as: fluid catalytic cracking, hydro-treatment, hydrodesulphurization and visco-reduction. Bitter water has a high percentage of ammonia and sulfuric acid that in order to be eliminated into natural sources must first undergo treatment in which said components are separated. For the simulation a bitter water capacity of 36000 kg/h was established with an ammonia concentration of 5000ppm and a sulfuric acid concentration of 1000ppm based on data gathered on our technical visit at the Esmeraldas State Refinery. For the simulation the NRTL thermodynamic model was used. The key equipment to accomplish the goal of removing contaminants from bitter water is the exhaust column, which was initially designed from a basic model DSTWU to obtain the necessary parameters, such as the number of stages, supply stage, reflux and warming service in the reboiler. Once the initial parameters had been obtained a 21 stage RADFRAC rigorous column was designed, with supply at stage 8, without a condenser and with a thermosiphon reboiler, from where the scrubbed water exits with a NH3 concentration of 0,0137ppm and 2,1290e-13ppm of H2S, which complies with what is established in the ECUADORIAN NORMS FOR ENVIORNMENTAL QUALITY AND DISCHARGES OF EFFLUENTS.

Ingeniero Químico

Cuenca