Energia

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Turbo Expander aplicado en Cracking Catalítico

Ingeniería Civil Mecánica

1. OBJETIVOS

Determinar el estado del arte en relación al consumo y uso de la energía por unidad de proceso para una Refinería de Petróleo de la Costa Pacífico. Establecer si existen desviaciones o brechas de eficiencia energética en el sistema de refinación con la actual configuración y complejidad de plantas.Definir estrategias de optimización para capturar las brechas detectadas en la unidad que presente la mayor desviación energética respecto del estándar internacional de referencia. Establecer el proceso de generación y consumo de energía en la unidad que presenta la mayor ineficiencia energética. Determinar la capacidad teórica de generación de vapor y energía eléctrica de la unidad en análisis.Definir tecnologías factibles de utilizar para maximizar el aprovechamiento energético a través de un análisis comparativo entre caldera recuperadora y turbo expander. Establecer capacidad de generación de energía eléctrica con tecnologías asociadas a turbo expander o generación de energía eléctrica con caldera de recuperadora. Determinar el impacto del contenido de metales o material particulado en lacaldera de recuperadora y turbo expander en un ámbito de confiabilidad y disponibilidad operativa. Análisis de costos e inversión en turbo expander y caldera recuperadora integrada a turboalternador. Evaluación técnico económica de alternativas estudiadas.

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Turbo Expander aplicado en Cracking Catalítico

Ingeniería Civil Mecánica

2. INTRODUCCION Refinería Costa Pacífico tieneuna estructura de integración operativa de unidades de procesos, típico de un sistema de refinación de petróleo de alta complejidad a nivel internacional. Este nivel de complejidad está directamente correlacionado a un mayor requerimiento de energía, básicamente por las características de los procesos y niveles de severidad de operación. Entre estos se cuentan importantes requerimientos dedesulfurización, desnitrificación, conversión de productos intermedios en Diesel y Gasolina, entre otros asociados al cuidado del medio ambiente. La refinación de crudo base es de 16.000 [sm3/día], para un crudo mezcla de 33 ºAPI como promedio anual. Este nivel de refinación de crudo se establece a través de 2 unidades de fraccionamiento primario denominadas Topping 1 y 2. La unidad de Topping 1 con9.500 [sm3/día] y la unidad de Topping 2 con 6.500 [sm3/día], respectivamente. Cabe señalar que dependiendo de las características del crudo, el nivel de refinación podría situarse en torno a los 17.000 [sm3/día], incrementando aún más la demanda energética del sistema. La demanda de energía global de este proceso de refinación, incluida todas las unidades, es del orden de 40,000 [MMBtu/día], energíaque se compone por suministros de fuel gas, gas natural, LPG, fuel oil, energía eléctrica interna y externa, vapor en diferentes niveles de presión y la combustión de coque en la unidad de Cracking Catalítico, el que es parte del propio proceso de la unidad. Es en la unidad de Cracking Catalítico donde centraremos nuestra atención en este trabajo, dado que es una unidad intensiva en el uso deenergía y con índices de eficiencia energética desviados de las mejores prácticas y estándares de la industria. La unidad de Cracking Catalítico presenta un consumo promedio de energía del orden de 9,200 [MMBtu/día], con un índice de intensidad de energía (IIE) de 131 puntos, indicador que refleja el grado de eficiencia energética que presenta la unidad, con su operación y diseño actual, según constaen la base del estudio en desarrollo. Para que esta unidad se sitúe dentro de los pacesetter del negocio de refinación a nivel internacional debiese tener un índice de energía del orden de 80 puntos, lo cual representa una desviación respecto de la realidad de consumo actual de la unidad de 3,600 [MMBtu/día]. El mayor costo operacional producto de esta desviación es equivalente a 6,0 MMUS$...
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