Metanol ESP

M E T A N O L megaproyecto megapro yecto en neuquén

M E T A N O L megaproyecto en neuquén

Luego de 32 meses de trabajo, en mayo de 2002 quedó concluida la Planta de Metanol. Esta Planta es única en su tipo en la Argentina y generará un importante flujo de divisas por estar dedicada mayormente a la exportación de Metanol.

M E T A N O L megaproyecto en neuquén

Repsol YPF asignó la responsabilidad del proyecto, realizado bajo la modalidad llave en mano, a Techint S.A., empresa líder en ingeniería y construcciones, y a la compañía alemana Lurgi, que aportó la tecnología del metanol. La planta está destinada a la producción de metanol (Grado US Federal AA). Tiene una capacidad de producción de 1.270 toneladas por día, totalizando 450.000 toneladas al año, un 5% más de lo previsto en el contrato.

El gas natural es la principal materia prima, con un consumo de 1 millón de metros cúbicos diarios, provenientes fundamentalmente del yacimiento Loma de la Lata. Con éste se produce el metanol, que a su vez se utiliza como componente en la elaboración de una variada gama de productos. La planta es única en su tipo en nuestro país y supera la demanda interna de metanol, lo que permitirá exportar gran parte de lo producido. El metanol se almacena en forma líquida en grandes tanques a presión atmosférica y temperatura ambiente. Para su comercialización, la planta dispone de instalaciones para la carga de camiones y trenes. En los camiones tanque, la carga se realiza a través de una isla de despacho provista de brazos cargadores. A su vez, los vagones tanque ingresan a la planta por  medio de un desvío ferroviario construido especialmente y reciben el metanol a través de varios brazos cargadores.

vista nocturna de la planta

La ejecución del proyecto fue encomendada por Repsol YPF al Joint Venture integrado por  Techint y Lurgi en partes iguales, en septiembre de 1999. El contrato establecía un estricto plazo de ejecución y elevadas penalidades en caso de no cumplirse los plazos, o de no lograrse la adecuada performance de la planta. La inspección (PMS -project management support) estuvo a cargo de la reconocida compañía italiana Technip. Ante la complejidad del proyecto, la ejecución de la ingeniería se coordinó paralelamente en Buenos Aires, Frankfurt y Cracovia; la gestión de compras en Europa y el Mercosur, y la construcción y puesta en marcha en Plaza Huincul, provincia del Neuquén. El alcance de los trabajos adjudicados comprendió la ejecución de la ingeniería básica, ingeniería de detalle, compra de materiales y equipos, construcción y puesta en marcha, y pruebas de eficiencia.

El proyecto

La ejecución del proyecto requirió la integración tecnológica para el desarrollo de la ingeniería y para la transmisión de información técnica y comercial entre Frankfurt, Buenos Aires, Cracovia y Plaza Huincul, lo cual permitió un manejo ágil y eficiente entre ambas empresas y los proveedores europeos, brasileños y locales. Techint posee adecuados sistemas informáticos, en constante actualización y con desarrollo propio, capaces de hacer factible esta interacción con cualquier socio en el mundo. Los procesos de fabricación fueron constantemente monitoreados en forma estricta en Alemania, Italia, Francia, Gran Bretaña, Brasil y Argentina, entre otros. Fue fundamental contar con todo el apoyo logístico que se requiere en los puertos de Buenos Aires y Bahía Blanca y en el transporte terrestre hasta Plaza Huincul (a 1.300 km de distancia de Buenos Aires y 700 km de Bahía Blanca).

torre de destilación

En su conjunto, el proyecto requirió del transporte de más de 6.000 toneladas de estructuras metálicas, cañerías y sus accesorios y equipamientos mecánicos, eléctricos y de instrumentación. En la etapa de elaboración de la oferta se trazaron los lineamientos básicos en cuanto a la estrategia de desarrollo de la ingeniería básica, de detalle, especificaciones técnicas para compras y programas de ejecución de las actividades civiles y electromecánicas, poniendo especial énfasis en los plazos requeridos para la puesta en marcha y ajustes de las unidades de proceso. Apenas firmado el contrato, se discutieron exhaustivamente entre los socios conceptos claros sobre cómo llevar  adelante el Lay Out de la planta, a fin de permitirle al cliente contar con una planta con costos de mantenimiento optimizados, sin cuellos de botella, y en condiciones de poder encarar en el futuro una expansión de la misma. Se trabajó en una temprana definición total de la ingeniería básica y emisión al cliente a fin de avanzar sin contratiempos en el desarrollo de la ingeniería de detalle.

Se enfatizó el concepto de diseño y selección de equipos y materiales de primerísima calidad y reconocida procedencia, a fin de que el nivel de calidad total de la planta fuera de tal grado que evitara cualquier tipo de contingencia durante las importantes etapas del comisionado, puesta en marcha y pruebas de eficiencia. La velocidad requerida para la toma de decisiones en un contrato de este tipo se apoyó en la conformación de un Task Force con pleno respaldo del Top Management de ambas empresas; en la agilidad y eficiencia en las definiciones y aprobaciones por parte de Repsol YPF, y en el apoyo irrestricto de la comunidad de Plaza Huincul y Cutralcó. Esto permitió concluir la obra, poner  en marcha las unidades de proceso y entrenar al personal de operación y mantenimiento dentro de los plazos contractuales.

La planta

La planta está ubicada en Plaza Huincul, a 100 km de la ciudad del Neuquén. Se levanta junto a la Refinería de Repsol YPF, a la vera de la Ruta Nacional N° 22 y del ex  Ferrocarril Roca (hoy explotado por Ferrosur), que la conecta con Neuquén, Bahía Blanca y Buenos Aires. El gas natural de alimentación es 95% metano, con un bajo contenido de sulfuro y es suministrado a una presión de 40 kg/cm2. La energía eléctrica es suministrada por la red pública desde una planta generadora próxima a la planta. El agua, a su vez, es bombeada a 1,5 kg/cm2 a través de un acueducto existente desde una planta potabilizadora ubicada junto al Río Neuquén. El nitrógeno es suministrado desde la planta de Air Liquide ubicada junto a la refinería, por medio de un nitrogenoducto construido por Techint.

vista general de la planta desde el noroeste

La planta consta de las siguientes unidades de proceso: Generación de gas reformado • Compresión • Síntesis • Destilación •

Las unidades del Offsites y servicios auxiliares son: Tanques de almacenamiento • Planta de desmineralización de agua • Aire de instrumentos • Torre de enfriamiento • Estación de bomberos • Sala de control • Subestación eléctrica • Generador de emergencia •

vista general de la planta, en primer plano unidad de medición de gas

El proceso

Generación de gas reformado El gas natural es recibido a una presión de 40 kg/cm2, luego se lo desulfuriza a menos de 0,1 partes por millón, en dos reactores ubicados en paralelo. Esto se hace para proteger al horno reformador y al catalizador. Luego el gas es calentado y pasa al horno reformador, donde se obtiene el gas reformado, el cual sale de los tubos del reformador  a 880°C. A este gas reformado, usado como fuente de calor, se lo hace entrar a la Waste Heat Boiler, generando vapor  saturado de alta presión. Luego, el gas reformado es enfriado, calentando simultáneamente el gas natural de proceso a la temperatura de desulfurización de 360°C. A continuación, el gas reformado es enviado a la caldera, generando vapor de proceso. Finalmente el gas es vuelto a enfriar hasta alcanzar la temperatura de entrada al compresor de síntesis.

horno reformador

Síntesis En el reactor se produce la reacción de síntesis de Co, Co2 y H2 a Ch3oh y H2o. Esta reacción se realiza a 71 bar y 250°C en los tubos catalíticos del reactor. Para remover el calor generado por la reacción, se utiliza agua de caldera que circula entre los tubos. Este mismo reactor genera vapor  como parte del proceso, que es reutilizado por la planta, contribuyendo a su economía. El resultado de la reacción es enviado a un separador de líquido-vapor. El vapor extraído contiene los gases que no reaccionaron y el condensado. Luego, la fase líquida es conducida a la unidad de destilación. Destilación En la unidad de destilación, que cuenta con dos columnas, la mayor de ellas de 60 m de altura, el metanol crudo producido en el reactor de síntesis es destilado para quitar impurezas, agua y gases disueltos.

Unidades auxiliares a. Planta de tratamiento de agua La planta de tratamiento de agua recibe agua cruda y el condensado para su desmineralización. Junto a la misma se ubica un tanque de almacenamiento de agua desmineralizada. b. Planta de aire de instrumentos El aire de instrumentos es aportado por dos compresores a 8 kg/cm2 (uno de ellos en Stand By). La unidad también cuenta con un pulmón de aire para el caso de paradas de emergencia.

tanques

Compresión El compresor, movido por una turbina de vapor de alta presión, comprime el gas obtenido en el reformador hasta la presión de síntesis y recircula el loop de gas de síntesis. Luego de la compresión, el gas es calentado hasta la temperatura de entrada al reactor de síntesis, aprovechando en contracorriente el gas caliente de salida del reactor.

 Almacenaje y despacho El metanol producido es enviado a tanques intermediarios donde se analiza su calidad. Luego es enviado a los tanques de almacenamiento (uno de 10.000 m3 y otro de 20.000 m3 ). Para su comercialización la planta dispone de instalaciones para la carga de camiones y trenes, que incluye un desvío ferroviario y los correspondientes brazos cargadores.

intermediarios

c. Torre de enfriamiento La torre de enfriamiento consta de cuatro celdas de hormigón premoldeado, filtros de arena y Skids de reactivos químicos. En esta unidad, el agua es enfriada de 43°C a 31°C. d. Flare y drenajes Para el venteo de gases se utiliza el flare existente de la refinería, mientras que los efluentes líquidos son enviados a la planta de tratamiento existente. e. Sala de control El control de la planta y sus unidades auxiliares se realiza a través del sistema de control distribuido (DCS) y el controlador lógico programable (PLC) ubicados en la sala de control.

El metanol

Calidad seguridad

El metanol es el más simple de los alcoholes, conteniendo un solo átomo de carbono. Es un líquido incoloro, insípido y de muy escaso olor. Es uno de los combustibles sustitutos para camiones y colectivos.

Los trabajos se realizaron bajo las prescripciones de la norma ISO 9001, mientras que desde la óptica de la seguridad industrial, estos se llevaron a cabo bajo la premisa de “cero accidente”, para lo cual se desarrollaron cursos de capacitación y se aplicaron las técnicas más avanzadas en la materia.

Entre las ventajas del metanol para ser usado como combustible de vehículos, se destacan su bajo grado de contaminación, su menor  inflamabilidad respecto a la gasolina, y su alto octanaje. En economías de escala, el metanol es producido, distribuido y vendido a los consumidores a precios competitivos con la gasolina. El metanol es un componente de muchos solventes y se utiliza en la fabricación de ácido acético, pinturas, barnices, anticongelantes, etc.

Durante la etapa de construcción del proyecto Metanol se trabajaron más de 1.700.000 horas hombres, entre personal propio y subcontratado, sin accidentes con días perdidos.

principales magnitudes físicas

Excavaciones Hormigón

11.000 m3

Edificios

1.500 m2

Estructuras metálicas

1.000 t

Prefabricado de cañerías y soportes

de sintesis, reactor de metanol

600 t

Montaje de cañerías y soportes

1.000 t

Equipos mecánicos y calderería

4.000 t

Cables de potencia y comando

80.000 m

Instrumentos

unidad

100.000 m3

2.000 u

Descripción del proyecto

Movimiento de suelos Debido a que el predio donde fue erigida la planta albergó en el pasado a instalaciones de la refinería de YPF, se debió excavar toda la zona para remover las viejas fundaciones y restos de cañerías, cables y otros obstáculos. Dado el alto grado de contaminación que presentaba el suelo en prácticamente todos los sectores, se debió retirar la capa contaminada y reemplazarla con material de aporte exterior  obtenidos en canteras próximas.

En el área de tanques, además de realizar la nivelación del terreno, se construyeron los terraplenes que actúan de diques de contención en caso de derrames. Obra Civil Tanto las fundaciones para equipos, como para Pipe Racks, estructuras tanques y edificios son del tipo directo. Los bulones de anclaje para equipos y estructuras fueron hormigonados en primera etapa, exigiendo esta actividad un estricto control topográfico para replanteo y correcto posicionamiento antes del hormigonado.

Los encofrados utilizados fueron en su mayor parte del tipo metálico. La armadura fue doblada en obra, por ser ésta la variante más económica. Se utilizó hormigón premoldeado para la construcción de la torre de enfriamiento de agua, canales y cámaras. Se construyeron tres edificios: sala de control, subestación eléctrica y estación de bomberos. También se construyeron calles de hormigón en el perímetro y en los accesos a las distintas unidades.

vista general de la planta en plena etapa de montaje.

Obra electromecánica Todas las estructuras para Pipe Racks y soporte de equipos son metálicas, galvanizadas y con protección ignifuga de hormigón. Todos los elementos componentes: columnas, vigas, escaleras, plataformas y barandas, fueron prefabricados y galvanizados en Alemania. Una vez realizado el montaje en obra, se aplicó el Fireproofing a columnas y vigas hasta la altura fijada por las normas de seguridad y la pintura a escaleras y barandas. En total, se montaron 1.000 toneladas de estructuras metálicas.

cañerías sobre Pipe Rack

Los equipos estáticos y dinámicos de la planta suman 4.000 toneladas. Entre los mayores montajes, se destaca el reactor de metanol, de 240 toneladas y la torre de destilación de 160 toneladas y 60 m de altura. Dadas las exigentes normas de calidad y seguridad aplicadas a este proyecto, se desarrollaron especificaciones técnicas y procedimientos especiales para el montaje de los grandes equipos.

El análisis de interferencias ha sido de fundamental importancia, especialmente en todas las maniobras de desplazamiento, armado y desarmado de las grandes grúas utilizadas en el montaje de los equipos más pesados. Entre los equipos que se utilizaron en el montaje, merecen destacarse una grúa Gottwald de 600 toneladas y pluma de 82 metros, una grúa Liebherr de 200 toneladas, y una American de 110 toneladas.

En el proyecto se montaron 1.000 toneladas de cañerías y accesorios, de las cuales 600 requirieron prefabricado previo, realizado en los talleres de la planta de agua pesada de Arroyito, a 60 km de la obra. Se tendieron 80.000 m de cables de potencia y comando, mayormente sobre bandeja y se instalaron 2.000 instrumentos.

Filosofía de trabajo

La satisfacción de sus clientes como objetivo, el trabajo en equipo con sus socios, la continua búsqueda de las mejores prácticas constructivas y el compromiso con su gente, son considerados por  Techint factores clave para garantizar los niveles de calidad exigidos y los plazos acordados, minimizando al mismo tiempo los costos de inversión en los proyectos. Esta visión estratégica del negocio de la ingeniería y la construcción, sumada al aporte tecnológico de excelencia de Lurgi, líder  mundial en este tipo de proyectos, permitió la realización de la planta de metanol superando los más altos estándares de calidad y seguridad, garantizándole al cliente la menor inversión posible con la máxima rentabilidad. Para lograr estos resultados, Techint aplicó las más modernas técnicas de diseño, planificación, construcción y gestión. Se utilizó un software de última generación tanto en la etapa de ingeniería y gestión de compras, como en la planificación y programación del proyecto. La aplicación de esta tecnología permitió, por ejemplo, anticipar  en la etapa de diseño problemas que podrían haber  demorado la construcción.

La permanente interacción con el cliente y la coordinación de los equipos de trabajo fueron también factores fundamentales en el éxito de este proyecto. Por otro lado, las técnicas de construcción que se emplearon en este proyecto son el resultado del proceso de mejora continua encarado por Techint para el perfeccionamiento de sus sistemas constructivos e incorporar usos innovadores de materiales y equipos a sus proyectos. Ejemplo de esto es la utilización de modernas plataformas de elevación para montaje electromecánico que minimizó el uso de andamios modulares, con el consecuente ahorro de horas hombre y seguridad del trabajo en altura.

Reafirmando su compromiso con la comunidad en la que participa, Techint utilizó principalmente mano de obra local, la cual fue capacitada en las más modernas técnicas de construcción y seguridad. Esta capacitación permitió desarrollar  todo el proyecto con índices de frecuencia y gravedad de accidentes iguales a cero.

vista nocturna de la unidad de destilación