Optimización energética y operativa de una unidad de destilación primaria, mediante la implementación de un sistema pre-flash

Abstract

El presente trabajo de investigación propone una alternativa para mejorar energética y operativamente la unidad de destilación primaria de una refinería de petróleo a través de la implementación de un sistema preflash, con el fin de evaluar la posibilidad de reducir los costos asociados al consumo de combustible y eliminar las restricciones operativas para el aumento de capacidad de procesamiento. La metodología empleada en el desarrollo del presente trabajo consiste en la recolección de datos de las principales variables de operación tales como flujos, temperatura y presión, los cuales pueden ser obtenidos principalmente de los instrumentos de control ubicados tanto en campo como en sala de control, así como la calidad de alimentación y productos, con el fin de realizar la simulación de la unidad de destilación primaria mediante el uso del simulador de procesos Aspen Hysys. La información obtenida permite caracterizar la mezcla de petróleo crudo alimentado, construir el modelo de simulación y validar los resultados obtenidos, el cual sirve como punto de partida para el análisis del desempeño de los equipos existentes y la evaluación de la configuración propuesta con el sistema preflash. La incorporación del sistema preflash en el esquema actual de refinación de la unidad de destilación primaria, permite demostrar que es posible mejorar energéticamente el proceso, reduciendo el consumo de combustible en el horno en 11.8 % (10.5 barriles por día de fuel oíl), lo cual representa un ahorro anual de US$ 222,285.00. Asimismo, al evaluar las restricciones operativas para el incremento de la capacidad de procesamiento de la unidad de destilación primaria, se identifica que el horno es el principal cuello de botella del proceso y que la adición del sistema preflash lo descongestiona hidráulicamente al enviar los vapores directamente a la columna, permitiendo aumentar la carga operativa de procesamiento en 14.3%

This research work proposes an alternative to improve energy and operationally a primary distillation unit for oil refining through the implementation of a preflash system, in order to evaluate the possibility of reducing the costs associated with fuel consumption and eliminating operational restrictions to increase processing capacity. The methodology used in the development of this work consisted in the collection of data of the main operating parameters such as flows, temperature and pressure, obtained mainly from the control instruments located both in the field and in the control room, as well as the collection of the parameters of composition of the food and the certificate of quality of products, in order to perform the modeling of the primary distillation unit by using the Aspen Hysys process simulator. The information obtained allowed us to characterize the mixture of crude oil fed, build the simulation model and validate the results obtained, which serves as a starting point for the analysis of the performance of existing equipment and the evaluation of the proposed configuration with the preflash system. The incorporation of the preflash system in the current refining scheme of the primary distillation unit, allows to demonstrate that it is possible to improve the process energetically, reducing the fuel consumption in the furnace by 11.8% (10.5 barrels per day of fuel oil), which represents an annual saving of US $ 222,285.00. Likewise, when evaluating the operational restrictions for the increase of the processing capacity of the primary distillation unit, it is identified that the furnace is the main bottleneck of the process and that the addition of the preflash system hydraulically decongests by sending the vapors directly to the column, allowing to increase the operational load of processing by 14.3%.