Balance de Vapor

 

INGENIERÍ DE PROCESOS Gerencia de Refinación

B L NCE DE V POR DE REFINERÍ ESMER LD S

JOSÉ ANDRÉS SOSA D.

 

ANTECEDENTES •

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Lco a mo enepa rgrte íaeefu s ndam unamen reenta cutal rsol en vael lioco sorrec eecto n to el fu ám biona itnami o imien ndento usto triade l, la poplan r anta lo ta. cu. al debe ser considerada como part fund corr func ncio pl La creciente demanda de energía, el elevado costo del combustible y los problemas amb am bien iental ales es req equ uier ieren que las las in indu dusstria triass se enfoqu quen en en const nstan anttes me mejo jorras en ener ergé géti ticcas e impl im plem emen ente ten n pr prog ogrram amas as de ahor ahorro ro de ener energí gía. a. Este co Este cont ntrrol so sobr bree los los recu recurs rsos os pu pued edee ef efec ectu tuar arse se de desd sdee la ge gene nerració ación n de dell vapo vaporr, incl incluy uyen endo do el elem emen ento toss co como mo bu buen enaa comb combus usti tión ón,, apro aprove vech cham amie ien nto de calo calorres de resi residu duo o o dism dismin inuc ució ión n de purg purgas. as. En base al último informe elaborado ref referente erente al balance de generación y consumo de vapor de REE; se proy proyecta ecta realizar un resumen de los datos más relevantes para cerrar el balance de Diciembre /2016 (caso base) ; con ello dar seguimiento a las oportunidades de ahorro de energía para incrementar la eficiencia energética de la planta.

 

CONCILIACIÓN DEL BALANCE DE VAPOR

Se utilizaron todos los consumidores y productores de vapor confiables por unidad de proceso con la tasa de flujo de mejor disponibilidad para construir el balance.

Siempre que fue posible, se utilizaron datos de mediciones disponibles en el registro histórico PHD para caracterizar caracterizar a los consumidores y productores productores individuales. No obstante, obstant e, en muchos casos se utilizaron estimados. Esta es la mejor distribución en base a los datos recolectados .

Se estableció dentro del balance la recuperación de condensado total.

Se realizó el balance en los desaireadores; incluyendo las pérdidas del sistema.

 

BALANCE DE VAPOR DE REE 

Generación de vapor de alta presión :



La capacidad de generación de vapor de la refinería es de aproximad aproximadamente amente 400 toneladas por hora con una presión de 600 PSIG (42,2 Kg Kg/cm2) /cm2) y 395 ºc de temperat temperatura, ura, producidas por 4 calderas de combustión directa y 2 generadores de vapor por intercambio de calor.



Los equipos generadores de vapor de la refinería son la lass calderas Y-B7002, Y-B7003, Y-B7003,Y-B7004 Y-B7004 y Y-B7005, además de las calderas el cabezal de alta presión recibe vapor proveniente proveniente de un generador de CCR (P2_V10); y un generador de vapor de recuperación de calor (HRSG) de 600 PSI en la unidad FCC (F-E21) . Generación y consumo de vapor de alta (Diciembre 2016 ) Generación Y_B7002 Y_B7003

Generación (ton/h) 77,54

Y_B7005

75,12 0 81,03

CATALÍTICAS I

F_E21

25,6

CATALITICAS II

P2_V10

9,14

UTILIDADES

Total:

Y_B7004

268,43

 

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Consumo de vapor de alta presión :

Los principales consumidores de vapor de alta presión de la refinería son los turbogeneradores (Y-G7001, Y-G7002, Y-G7003 ,Y-G7004 y Y_G7005) con un consumo pr prom omed edio io de 131 31,8 ,87 7 Ton on/h /h de vapo apor, con el cua uall se ge gene nerran en prom promeedio 20 20,2 ,25 5 MWh . Cálc Cá lcul ulo o de con onsu sumo mo de va vapo porr en los los tu turb rbog ogen ener erad ador ores es : TURB TURBOG OGEN ENER ERAD ADOR ORES ES01 01

PO POTTENC ENCIA

CONS CONSUM UMO O DE VAPO VAPOR R

Y_G7001/Y_G7002/Y_G7003 Y_G7004 Y_G7005

1 MW 1MW 1MW

6,25 ton 4, 0 ton 4,5 ton

El cabezal de alta presión proporcionó al cabezal de media presión (degradación) un prom promed edio io de 30,2 30,2 Ton/h on/h de vapor apor,, a trav través és de válvu álvula lass redu reduct ctor oras as de pres presió ión, n, si sien endo do es este te un uno o de los los cons consum umos os má máss im impo port rtan ante tess de vap apor or de alt alta pres presió ión n en la refi refine nerí ría. a. En el di diaagram gramaa del ba bala lanc ncee de vapor apor se rel elac acio iona nan n los los consu nsumi mido dorres de vapo apor de alt alta pres presió ión n que existen en la refinería, los cuales son: sistemas de servicios industriales y turbinas (54 (54, 7 Ton on/h /h), ), FCC /GAS ASC CON (2 (24, 4,84 84 Ton on//h) h);; CCR (5,8 (5,87 7Ton/h) n/h) ,fin ,finaalm lmeente VISBR ISBREEAKIN AKING G1y2 (0,8 (0,81 1 Ton on/h /h)) .

 

Consumo vapor de alta presión Consumo (tn/h) CRUDO 1

NO CATALITICAS 1

VACIO 1 VISBREAKING 1

NO CATALITICAS 2

CATALITICAS 1

0 TV-H1 Coil Steam

CRUDO 2

0

VACIO 2

0 0,45

Y-C1504 (COMPRESOR DE AIRE DE PLANTA E INST)

FCC/GASCON

F_C1/G_C1

24,84

Y-C1502 (COMPRESOR DE AIRE)

Total

3,4

0

Y-E2550 ( CALENTADOR FUEL OIL)

OFF(4,8)

MEROX 300

0

Y-P3008A (BOMBA DE AGUA DE ENFRIAMIENTO) Y-P7003B (BOMBAS DE AGUA ALIMENTACIÓN CALD) Y-P7003D( BOMBAS DE AGUA ALIMENTACIÓN CALD)

OFF (6,0)

0

MEROX 100

0

HDT

0

UTILIDADES

Y-B7002-T (TURBINA FD FAN ) Y-B7003-T (TURBINA FD FAN )

5,87

Y-ME7404-T (TURBINA FOR FD FAN) Y-GBXT01 (TURBINE FOR FD FAN )

HDS

0

VAPOR DE ATOMIZACIÓN Y_B7005

S

0

S1

0

U

0

U1

0

Z1

0

P2_C1

0

Turbogeneradores

Y_G7001/2/3/4/5

Válvula reductora de presión HPMP

Y_PV7040

servicios auxiliares y turbinas

SETRIA

9,9

MEROX 200

Z2

UTILIDADES

Consumo (ton/h)

TV1-H1Coil Steam

CCR

CATALITICAS 3

Consumo

VISBREAKING 2

ISOMERIZAD. NHT

CATALITICAS 2

0 0,36

Tanques de almacenamiento

131,87 30,2 54,7 0 248,29

17,5 6,5 5,2 5,2 OFF(5,0) 6,5 0,5

54,7

Nota: En el balance de vapor de alta presión se identificó que no se están recuperando 10,0 Ton/h, debido a las características caracte rísticas del mismo proceso (purgas de los generadores de vapor y calentamiento en equipos que hacen parte de Catalíticas 1 y 2, Merox, CCR y HDS).

 



Generación de vapor de media presión :



El cabez abezal al de me medi diaa pr pres esió ión n es alim alimen enttad ado o pr prin inci cipa palm lmen ente te por por la válv válvul ulaa redu reduct ctor oraa de pres presió ión n ador vYa_pPoVr70d4e0,lagsen tuerrbad inore asesdedealvtaapporresdieónFCqCu,enodecsactaarlgítaicnasa 1myed2ia. Apdreesmióáns,peosrtelocacbueazlael nreecisbtee cabe cabezzal cir circu cula lan n en pr prom omed edio io 106, 106,18 18 Ton on/h /h de va vapo porr .

Generación y consumo de vapor de media (Diciembre 2016 ) Generación NO CATALITICAS I NO CATALITICAS II NO CATALITICAS II CATALITICAS I CATALITICAS III

Visbreaking I (TV_E1) Vacío II (VL_E3) Visbreaking II (TV1_V12) FCC (F_E1 A/B) S (S_B1 A/B) / (S_E1) Válvula reductora de presión HP-MP

UTILIDADES

Total:

servicios auxiliares y turbinas

Generación (tn/h) 13,8 0,92 2,03 8,66 0 30,2 50,57

106,18

 

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Consumo de vapor de media presión :

El ár área ea de NO CATALÍT ALÍTIC ICAS AS 1 y 2 ; FCC CC_G _GAS ASC CON así mi mism smo o com omo o UTILI TILID DAD ADEES son son los los mayores ores cons co nsum umid idor ores es de va vapo porr de medi mediaa pr pres esió ión n co con n un cons consum umo o es esti tima mado do de 69,3 69,36 6 ton/ ton/h. h. Ad Adem emás ás existen en menor medida consumidores de vapor de media presión en la refinería di disstr trib ibu uidos idos de la si sigu guie ien nte man maner era: a: SE SETR TRIA IA (1 (11, 1,5 5 Ton/ on/h) ; CATAL ALÍT ÍTIC ICAS AS 2(1,0 (1,05 5 Ton/h) n/h) y HD HDSS (1,4 (1,46 6 Ton on/h /h)) . En el cabezal de vapor de media presión también existen pérdid idaas a la atmósfera, debido ido a at atom omiz izac ació ión n; pu purrgas de lo loss gener enerad ador orees de vap apor or,, ey eyec ecttores ores y cale alentamie amien nto en eq equi uip pos es deci de cirr pé pérd rdid idas as pr prop opia iass de dell proc proces eso. o.

Tod odo o el trac acea ead do de vap apor or de medi mediaa pres presió ión n se es esti timó mó en 3,5 ton on/h /h para ara toda la refin finer ería ía..

 

Consumo de vapor de media presión C-V1 Vapor de Despojado de la Torre Topping

CRUDO 1

C-V2 Vapor Despojador Kerosene C-V3 Vapor Despojador Diesel  C-H1 Vapor de Atomizado

NO CATALITICAS 1

V-V1 Vapor de Despojamiento

VACIO 1

V-J1 Vapor del Eyector V-H1 Vapor de atomizado

VISBREAKING 1

TV-H1 Coil Steam TV-H1 Vapor de atomizado C-V13 Vapor de Despojado de la Torre Topping

CRUDO 2

NO CATALITICAS 2

C-V14 Vapor Despojador Kerosene C-V15 Vapor Despojador Diesel C-H2 Vapor de Atomizado VL-H1 Vapor de inyección

VACIO 2

VL-H1 Vapor de atomizado VL-J1 Vapor del Eyector TV1-H1 Coil Steam

VISBREAKING 2

TV1-H1 Vapor de atomizado TV1-V5 Vapor despojador de diesel

G_C1_P1B ME_E303

0,2

F-V4 Despojador del Reactor F-V8 Despojador de Aceite Cíclico Liviano F-V9 Despojador de Aceite Cíclico Pesado F-C1 Eyector Condensador Superficie F-V4 Vapor de Carga F-V4 Vapor a parte baja del reactor F-V4 Vapor del Domo F-V4 Vapor de despojamiento  F-V4 Vapor de despojamiento

CATALÍTICAS 1

F-C1-P1B F-P6A F-P6C F-P6D F-P15A F-P16A

GASCON MEROX 200 MEROX 300 ISOMERIZAD.NHT MEROX 100 CATALITICAS 2

HDT CCR

0

P1-H01 Vapor de Atomizado P1-H02 Vapor de Atomizado P2_H01/P2_H02/P2_H04/P2_H02/P2_H04 atomizaci ón P2-C1-P1A D-V6 Vapor de Despojamiento

HDS

D-J10/11 D-J10/11 Eyectores de Vacío del Secador D-H1 Vapor de Atomizado del Horno

CATALITICAS 3

UTILIDADES

SETRIA

Total

S S1 U U1 Z1 Z2 Válvula reductora de presión MP-LP servicios auxiliares y turbinas Tanques de almacenamiento

0,20 0,50 0,20 3,50 0,46 0,50 0,00 0,00 0,00 0,45 0,14 0,00 2,70 2,06 1,26 2,32 0,42 0,50 0,00 1,00 1,00 1,30 1,10 1,00

F-C1 Eyector de Condensado del Prensaestopas

FCC

Consumo (tn/h) 3,92 0,06 0,23 0,20 0,15 5,21 0,10 0,36 0,50 3,34 0,21 0,29

0 0 0,2 0,2 0,7 0,65 1,16 0,28 0,1

0

0 0 0 0 0 Y_PV7030 Precalentadores de calderas; atomización y eyectores

5,2 28,0

11,5

83,37

 



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Generación y Consumo de vapor de baja presión :

El cabezal de baja presión es alimentado por la válvula reductora de presión (1,1 Ton/h),tambor de purgas continuas (3,3 Ton/h), HDS y HDT (1,3 Ton/h). Además, este cabezalrecibe vapor de las turbinas de alta y media presión que descargan a baja presión (43,92Ton/h), por lo cual en este cabezal circulan en promedio 70,2 Ton/h de vapor.Los cons co nsum umid idor ores es de vap apor or del del ca cabe beza zall de ba baja ja pr pres esió ión n es está tán n dist distri ribu buid idos os de laig laigui uien ente te mane manerra: Desa De sair irea eado dore ress 34,0 34,0 Ton/h on/h,, eq equi uipo poss de ca cata talílíti ticcas 33 33,1 ,1 Ton/h on/h,, Sist Sistem emad adee Fu Fuel el 1,7 1,7 Ton on/h /h y Vacío acío 1,4 Ton/h.En los consumidores de vapor de baja presión se estimó que existen pérdidas a la laat atmó mósf sfer eraa de 10,9 10,95 5 Ton on/h /h,, vapo vapori rizzació ación n en lo loss De Desa sair irea eado dore ress y calen alenttam amie ient nto o en eneq equi uipo poss que hacen parte de No Catalíticas 1 y 2 y Sistema de Fuel, y por la norecuperación de cond co nden ensa sado doss en los los equi equipo poss de Cat Catalít alític icas as por por va valo lorr de 27 Ton on/h /h..

 

Consumo Consumo (tn/h) CRUDO 1 NO CATALITICAS 1

VACIO 1 VISBREAKING 1 CRUDO 2

Generación y consumo de vapor de baja (Diciembre 2016 )

NO CATALITICAS 2

FCC(TURBINAS APORTE)

8,4

CCR(APORTE TURBINAS)

6,07

S (S_E2)

Válvula reductora de presión MP-LP UTILIDADES servicios auxiliares y turbinas Total:

MEROX 200 MEROX 300

0,019

FCC/GASCON

Generación (ton/h) CATALÍTICAS I CATALITICAS II CATALITICAS III

0 0 0 0

VACIO 2 VISBREAKING 2

Generación

0

CATALITICAS 1

0 0 0 0

ISOMERIZAD.

CATALITICAS 2

NHT

0

MEROX 100

0 0 0

NITROGENO HDT

5,2

CCR HDS

37,1

S

56,77

S1 CATALITICAS 3

U ( U-E3 Rehervidor del Despojador) U1( U1-E3 Rehervidor del Despojador) Z1(Z1-E2 Rehervidor del Despojador) Z2(Z2-E2 Rehervidor del Despojador) Z3(Z3-E2 Rehervidor del Despojador)

UTILIDADES SETRIA

Total:

0 0 0 0 3,11

Desuperheater-Deareator servicios auxiliares Tanques de almacenamiento

4,73 1,55 0,89 3,74 32 1,8 0

47,84

 

SISTEMA DE CONDENSADOS DE REFINERÍA ESMERALDAS Conforme el seguimiento realizado al sistema de condensados se pudo determinar que no se está recuperando los condensados de los siguientes sistemas y equipos: recuperando Sistema de trampas unidades No catalíticas 1, No Catalíticas 2, Catalíticas 1, Servicios  Auxiliares, y Setría. 

Rehervidor ME-E303.



Serpentines de calentamiento tanques de almacenamiento de product productos: os: Y-T8005 / Y-T8006 / Y-T8064 / Y-T8011 / Y-T8012 / Y-T8030 / Y-T8031 / Y-T8032 /Y-T8033 / Y-T8053 / Y-T8062 / Y-T8063.



Se estima que se pueden recuperar aproximadamente aproximadamente 38 tn/h de condensado de estos sistemas, con cual Refinería Esmeraldas puede reducir en un valor de 6,0loGcal/h, aparte de los ahorros por costo delrequerimiento condensado yde delcombustible agua desmineralizada.

 

Tabla de Balance de Condensados de REE Balance Actual (Promedio) Flujo( tn/h)

Balance con Sistemas Rehabilitados Flujo( tn/h)

90,0 25,4 5,2

90,0 25,4 5,2

De U1-V08 De U-V08 De Z3_V04

13,6 8,15 4,5

13,6 8,15 4,5

Precalentadores de Aire de Calderas ME_E303 Tanques Setría (Serpentines) Nuevos sistemas (trampas de vapor) No Catalíticas 1

4,2

4,2 0,4 12,5

Sistemas de Condensados Condensados de Baja Temperatura

Turbogeneradores Compresor F_C1 Compresor G-C1 Condensados de Alta Temperatura

No Catalíticas 2 Catalíticas 1 Servicios Auxiliares Isomerizadora Azufre Setría Recuperación Total de Condensados

4,7 5,2 1,4 3,9 1,0 2,2 6,7 151,05

189,05