“Yo estoy ahorrando energía. ¿Dónde estás tú? “Petroquímica 302: Medidas para mejorar el rendimiento de los aceites ligeros mediante la cokerización diferida 001”

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La última edición de este mensaje fue realizada por Itailonger el 23-4-2016 a las 16:39. Medidas para mejorar el rendimiento en la obtención de líquidos en los dispositivos de cocción retardada. Dado que la eficiencia de las plantas de refino disminuye cada vez más, maximizar el rendimiento en la obtención de líquidos se ha convertido en un factor clave para que las compañías petroleras puedan aumentar sus ganancias. La tendencia a que las materias primas utilizadas en los dispositivos de cokerización sean cada vez más pesadas y de menor calidad es la causa directa de la disminución en la tasa de obtención de líquidos por parte de estos dispositivos, lo cual a su vez afecta su rentabilidad. El alto valor de carbonización de las materias primas es la principal razón de la mayor cantidad de coque producido, lo que a su vez contribuye a la disminución en la obtención de líquidos. Hemos realizado un análisis comparativo entre los datos de calibración de producción de octubre de 2014 y los datos de producción reales recientes, con el fin de mejorar la eficiencia en las operaciones de producción en los próximos pasos.
**Períodos de estudio:** 9.19–9.28, 10.8–10.11, 10.15–10.23. En noviembre de 2014, se añadió un 30% de aceite Dar a la mezcla. En marzo de 2015:
% de carbono residual: 24.42, 22.89, 23.34, 24.97.
Temperatura de salida del horno (en grados Celsius): 494±2°C, 494±2°C, 498±2°C, 500±2°C, 500±2°C.
Rendimiento del ciclo: 0.59, 0.62, 0.61, 0.59, 0.31.
Contenido de volátiles en el coque (%/m): 9.48, 10.56, 9.13, 10.37, 8.69.
Temperatura de destilación del diésel al 95% (promedio, en grados Celsius): 371.4, 376.2; ambos valores son superiores a 378. 374.7, 373.7.
Presión en la torre de coque (en MPa): 0.17, 0.17, 0.17, 0.155, 0.155.
Cantidad de residuos procesados (en toneladas): 254, 758, 1872, 3123, 18740, 10.
Porcentaje de procesamiento en relación con la capacidad diseñada: 84.92%, 68.23%, 84.92%, 80.99%, 88.10%.
Rendimiento en gas licuado: 2.38%, 3.32%, 2.65%, 2.46%, 2.16%.
Rendimiento en gasolina: 21.48%, 21.99%, 22.49%, 19.03%, 14.54%.
Rendimiento en diésel: 28.33%, 30.43%, 30.37%, 31.97%, 29.62%.
Rendimiento en gasolina y diésel combinados: 50.00%, 52.89%, 53.63%, 51.00%, 44.16%.
Rendimiento en cera: 5.43%, 3.00%, 4.77%, 7.37%, 14.24%.
Porcentaje de producto líquido obtenido: 57.62%, 58.74%, 60.28%, 60.83%, 60.57%.
Rendimiento en coque: 33.37%, 33.32%, 32.56%, 33.49%, 34.34%.
**Recomendaciones:** Es necesario aumentar ligeramente la temperatura de salida del horno. Según los datos anteriores, entre el 10.15 y el 10.23, el porcentaje de producto líquido obtenido fue un 1.54% más alto que entre el 10.8 y el 10.11. Por lo tanto, aumentar la temperatura de salida del horno puede incrementar efectivamente la cantidad de líquido obtenido. La operación a temperatura variable consiste en reducir adecuadamente la temperatura de salida del horno en las fases iniciales de formación del coque, con el fin de disminuir su dureza y evitar la formación de coque de tipo “pelota”. Más tarde, en las fases finales de formación del coque, se puede aumentar nuevamente la temperatura de salida del horno. Al aumentar la salida del horno, el coque se endurece, lo que dificulta la extracción del mismo, aumenta las complicaciones en su eliminación y exacerba la tendencia al encallamiento de los tubos del horno. Por ejemplo, la autoignición del coque en la madrugada del 6 de noviembre de 2014; las anomalías en el movimiento de los tubos de perforación y el aumento anormal de la presión de las bombas de alta presión el 6 de abril de 2015; y la temperatura en la superficie del tubo de la caldera TE1135, que alcanzó los 602 °C el 9 de abril de 2015. (La cantidad de vapor inyectado en los tubos de mi instalación es superior al valor diseñado). La temperatura máxima permitida en la superficie de los tubos de la caldera, según el diseño, es de 650 °C. La elevación de temperatura en TE1165 y TE1135 es notable: la temperatura en la superficie de los tubos del horno era de 4542 °C el 1 de marzo, y de 602 °C el 10 de abril. La diferencia de temperatura entre estos dos valores fue de 35 °C; por lo tanto, la temperatura aumentó en promedio 0,85 °C por día en TE1165, y 1,72 °C por día en TE1135. Si se sigue este patrón, la producción por cocción podrá continuar durante 27 días más, hasta que se alcance el límite de operación del equipo. 2. Sería conveniente reducir ligeramente la relación de circulación para mantener la operación del equipo dentro de los límites adecuados. En la tabla anterior, el contenido de carbono residual de las materias primas en marzo de 2015 y entre el 19 y el 28 de septiembre no difiere mucho; sin embargo, al disminuir la relación de circulación, la cantidad de líquido obtenido aumenta significativamente. Sin embargo, reducir la relación de circulación empeora las propiedades de la materia prima que se introduce en el horno de calentamiento. Con una baja relación de circulación, es muy probable que se produzca vibración en la torre de coque, lo que genera coque de tipo esférico. La torre de coque se tambalea, y la producción de coque en gránulos presenta riesgos para la seguridad como grietas en las juntas de soldadura de las tuberías, fugas de gas y aceite a altas temperaturas, dificultades para el drenaje del agua y problemas al extraer el coque. 3. Reducir adecuadamente la presión en la torre de coque: Como se puede ver en la tabla anterior, al disminuir la presión en la torre de coque también se puede aumentar la recuperación de líquidos en la planta. Sin embargo, si la presión es demasiado baja, esto provocará un aumento de la velocidad del gas en la torre, lo que a su vez incrementará el espesor de la capa de espuma en su interior. Esto hace que el polvo de coque sea más fácil de transportar hacia la torre de destilación, lo que puede causar la formación de coque en forma de proyectiles. Actualmente, debido a la gran cantidad de coque que se genera a partir de las materias primas utilizadas en el proceso de cocción, y con un nivel de procesamiento del 88% de la capacidad diseñada, la altura libre de la torre de coque es solo de 11 metros (la altura segura debería ser superior a 12 metros). Si se continúa reduciendo la presión, esto seguramente causará un aumento en la cantidad de polvo de coque. Según la inspección realizada el 2 de marzo al filtro situado en la parte inferior de la torre de destilación, era evidente la presencia de polvo de coque. El 7 de abril, las bombas situadas en la parte inferior de las dos columnas de destilación del complejo de cokificación dejaron de funcionar. Posteriormente, se comprobó que el filtro ubicado en la parte inferior de las columnas de destilación estaba nuevamente obstruido. El intervalo de tiempo entre la primera y la segunda limpieza en línea fue de solo unos 35 días. En cada limpieza, se eliminaron aproximadamente 0,4 M3 de cenizas de coque. Es decir, casi diez kilogramos de cenizas de coque llegaban al fondo de la torre de destilación cada día (sin contar las cenizas que se transportaban a través de las líneas laterales). Esto sin duda representa una amenaza para el funcionamiento normal de la planta. Con este fin, el taller, al mismo tiempo que aumenta la recuperación de líquidos, ha elaborado un plan para producir coque durante 22 horas. Una vez aprobado por la dirección, dicho plan se puso en práctica el día 11. Con esta medida, no solo se incrementó la capacidad de procesamiento de la planta, sino que también disminuyó la cantidad de polvo de coque generado. Pero actualmente, el margen de ajuste de la presión de operación en la torre de destilación es muy pequeño. 4. Optimización de las temperaturas de destilación en los diferentes productos obtenidos en la torre de destilación; se ha logrado controlar adecuadamente la temperatura de destilación del 95% del diésel en un rango más alto. A través de las mediciones realizadas en septiembre y octubre, se puede observar claramente que el aumento de la temperatura de destilación del 95% del diésel conlleva una mejora significativa en la cantidad de líquido obtenido por la planta. Según los datos de los análisis realizados en marzo de 2015, se puede observar que la temperatura de destilación del diésel producido por mi equipo aún tiene margen para mejorar. En el próximo paso, el taller se centrará en trabajar en este aspecto. 5. Reducir los componentes volátiles del coque: Los componentes volátiles presentes en el coque son, principalmente, aceites. Al reducir estos componentes volátiles, se aumenta la cantidad de líquido que se puede obtener del proceso. Bajo la condición de controlar adecuadamente la temperatura en la salida del horno, y de acuerdo con los requisitos de equilibrio de vapor de toda la planta, se debe aumentar al máximo la cantidad de vapor suministrado, a fin de poder recuperar los aceites presentes en el coque mediante su evacuación. También es necesario controlar las propiedades del agua fría resultante del proceso de producción de coque; dado que en el sistema de reciclaje de esta agua inevitablemente hay cierta cantidad de aceites, la frecuencia de drenaje y separación de aceites del tanque de agua de la planta se ha pasado de dos veces al mes a una vez por semana, con el objetivo de evitar que los aceites lleguen al coque. 6. Recuperación y utilización del aceite de enfriamiento urgente y del aceite sucio del equipo. El aceite de enfriamiento urgente se divide en dos tipos: el aceite sucio producido por el propio equipo y el aceite ceroso producido por el mismo. Tras inyectar el aceite de enfriamiento rápido en la torre de coque, se producen reacciones de cracking bajo condiciones de alta temperatura, lo que genera algunos componentes gaseosos de baja masa molecular. Por lo tanto, es necesario reducir al máximo la temperatura del aceite de enfriamiento rápido y disminuir el uso de aceites cerosos, a fin de evitar pérdidas de líquidos. El taller elabora planes según estas dos situaciones relacionadas con el aceite de cera pesada: durante el período en que el aceite de cera pesada se elimina normalmente, se utiliza un enfriador de agua para este aceite; mientras que, durante el proceso de reprocessamiento del aceite de cera pesada, se emplea aceite sucio como aceite de enfriamiento rápido para eliminar el efecto del enfriamiento por agua. Las fuentes principales de aceite contaminado en el proceso de cokificación son tres: el aceite contaminado que se genera durante la precalentación de las nuevas torres ； Aceite sucio generado por la refrigeración, separación y desbordamiento del viejo tanque de aireación ； Durante el enfriamiento del coque, la grasa sucia que se lleva consigo el agua de enfriamiento se recoge en tanques especiales para grasa sucia, una vez que hay un desbordamiento ； Es necesario realizar una recolección periódica del aceite contaminado en estas tres áreas, a fin de optimizar su reutilización y así garantizar beneficios económicos. 7. Se aumentará adecuadamente el tiempo de soplado. En la próxima etapa, el taller prolongará el tiempo de soplado de 1 hora a 1,5 horas, sin afectar el funcionamiento de la torre de coque. Con esta medida, se logrará llevar al máximo los componentes más ligeros y el calor presente en la torre de coque hacia la torre de destilación, reduciendo así las pérdidas de aceites ligeros y aumentando el rendimiento de los líquidos obtenidos. 8. ¿Es posible, en colaboración con los departamentos correspondientes, agregar un aditivo para aumentar la cantidad de líquido? Por lo general, este aditivo se añade en la entrada del horno de calentamiento. Según la información disponible, los aditivos desarrollados específicamente para un tipo determinado de materia prima sí pueden mejorar la cantidad de líquido que se obtiene en el proceso. Si en el futuro procesamos materias primas 480# a largo plazo, se recomienda realizar un análisis de evaluación de las mismas para desarrollar aditivos adecuados que aumenten la recuperación de líquido.