Análisis de tecnologías de intercambio energético en generadores de vapor y en intercambiadores de calor utilizadas en la unidad de flexicoking de la nueva Refinería Talara

Abstract

En la Nueva Refinería Talara, el proceso Flexicoking es parte del esquema de refinación de “conversión profunda” por su configuración de mayor complejidad (índice de Nelson > 12), que se caracteriza por procesar crudos más pesados y valorizar los residuales. A diferencia del proceso de coquificación retardada, la tecnología de Flexicoking tiene pocas referencias y menos unidades de operación, el cual podrían presentar algunos problemas de operatividad. Las tecnologías de intercambio energético en la unidad de Flexicoking son, en algunos casos, de tecnologías no convencionales, como en los siguientes casos; el generador de vapor que opera en modo condensador en parte del arranque de la unidad, el intercambiador en espiral para productos altamente viscosos y corrosivos (slurry), el intercambiador recuperador e intercambiador de placas en la regeneración de flexsorb, entre otros, por ello, el objetivo de esta tesis es determinar la influencia, en base a la criticidad operativa, de estas tecnologías de intercambio energético para realizar una operación optima y segura de la unidad de Flexicoking. Se ha considerado establecer la criticidad operativa (CO) de un equipo en función de la criticidad por variables (CV) y la criticidad por fallas (CF). Se usó la metodología de inspección basado en riesgos (IBR) para evaluar las variables operativas en base a una matriz de criticidad de variables de cada equipo, donde la valorización de criticidad más alta establece el nivel criticidad por variable (CV) del equipo. Y se analizó y evaluó la influencia directa de las fallas de servicios/alimentación (11 fallas) en los mismos equipos, donde a mayor cantidad de fallas mayor criticidad, estableciendo el nivel criticidad por falla (CF) para cada equipo. Como resultado se obtuvo lo siguiente: El recuperador E-312 y el rehervidor E-311 son críticos porque aportan el calor regenerador, además recuperan y regeneran el flexsorb respectivamente (alto costo por ser amina patentada). Generador de vapor de alta E-102 y el precalentador de agua de caldera de alta E-103, son críticos por su alta influencia en la sección de generación de vapor y en el enfriamiento del flexigas. El precalentador COS E-306 A/B es un equipo critico por cuidar el catalizador del reactor convertidor COS a pesar de tener otro equipo en stand by. El generador de vapor E-101 es medianamente critico a pesar de que influye en el arranque de la unidad con dos modos de operación. El resto de los generadores de vapor e intercambiadores de calor son medianamente críticos por el grado de similitud de influencia.

At the New Talara Refinery, the Flexicoking process is part of the “deep conversion” refining scheme due to its more complex configuration (Nelson index > 12), which is characterized by processing heavier crudes and valuing waste. Unlike the delayed coking process, the Flexicoking technology has few references and fewer operating units, which could present some operational problems. The energy exchange technologies in the Flexicoking unit are, in some cases, non-conventional technologies that need to be studied, as in the case of the steam generator that operates in condenser mode in part of the unit startup, or as the heat exchanger in spiral for highly viscous and corrosive products (slurry), or as the recovery exchanger and plate exchanger in the regeneration of flexsorb, among others, therefore, the objective of this thesis is to determine the influence, based on the operational criticality, of these energy exchange technologies to perform an optimal and safe operation of the Flexicoking unit. It has been considered to establish the operational criticality (OC) of a piece of equipment based on the criticality by variables (CV) and the criticality by failures (CF). The risk-based inspection (IBR) methodology was used to evaluate the operational variables based on a variable criticality matrix, where the highest valuation for a piece of equipment will determine its criticality per variable (CV). The direct influence of service/power failures (11 failures) on the equipment was analyzed and evaluated, the greater the failure, the greater the criticality, promoting the level of criticality per failure (CF) for each equipment. As a result, the following were obtained: The E-312 recuperator and the E-311 reboiler are critical because they provide regenerative heat, they also recover and regenerate the flexsorb respectively (high cost for being a patented amine). The high-pressure steam generator E-102 and the high-pressure boiler water preheater E-103 are critical due to their high influence on the steam generation section and on the cooling of the flexigas. The COS E-306 A/B preheater is a critical piece of equipment to take care of the COS converter reactor catalyst despite having other equipment on standby. The E-101 steam generator is moderately critical even though it influences the unit's startup with two operating modes. The rest of the steam generators and heat exchangers are moderately critical due to the degree of similarity of influence.