Desafío
Una refinería estadounidense que procesaba una dieta de crudo variable estaba experimentando pérdidas por transferencia de calor antes del calentamiento en caliente, lo que provocaba limitaciones en el rendimiento del crudo. A pesar de esta limitación, desarrollaron una estrategia más agresiva de compra y mezcla de crudo.
La dieta cruda se componía principalmente de Alaska North Slope y Bakken, pero también contenía varias proporciones de crudos Cold Lake, Alberta Western Blend, Llyod Kerobert y Bow South. La refinería pronosticó el beneficio económico de su estrategia alternativa de compra de crudo, pero seguía preocupada por la posible aceleración de las incrustaciones en el precalentamiento del crudo, la pérdida de transferencia de calor y otros problemas de procesamiento. Estos riesgos amenazaban las ganancias previstas.
Se contactó con Veolia para que ayudara a desarrollar una solución para gestionar los impactos negativos de los regímenes de compras planificados existentes y futuros. El objetivo era preservar o mejorar la transferencia de calor y evitar cortes, limpiezas repetitivas y generación excesiva de lodos.
Solución
La tecnología CrudePLUS* de Veolia, junto con programas de tratamiento químico, podría permitir a la refinería evaluar y negar el impacto de cada crudo en las incrustaciones y la inestabilidad.
CrudePLUS permite a las refinerías evaluar mejor el impacto del procesamiento y los costos asociados con cada compra de crudo casi en tiempo real. Los ajustes a los programas de tratamiento químico pueden controlarse y optimizarse en función de estos datos de forma feed-forward.
Las pruebas realizadas en los petróleos crudos y mezclas de la refinería sugirieron que el mejor enfoque sería agregar un antiincrustante (AF) al tren de precalentamiento de la unidad de crudo y un tratamiento con estabilizador de crudo (CS) en el parque de tanques de petróleo crudo para tratar los crudos problemáticos y las recetas de mezcla. Para determinar la efectividad de los programas de tratamiento, se construyó un modelo de coeficiente de transferencia de calor utilizando algoritmos de modelado matemático avanzado de Veolia en torno a un conjunto de paquetes críticos de fondos de crudo/vacío desalado. El modelo incorpora todas las variables predictoras críticas de transferencia de calor, y los datos operativos se recuperaron del historiador cada cuatro horas durante los últimos 460 días para establecer una línea de base (ver Figura 1).
Durante el período de referencia, la reducción del rendimiento acumulado debido a la erosión de la capacidad de transferencia de calor se evaluó en $11.6 MM/año. En cada período de funcionamiento posterior en el que se introdujeron el AF y el AF+CS, el modelo utilizó conjuntos de datos de validación para garantizar la significación estadística basada en el coeficiente de transferencia de calor a medida que se modifican las condiciones. Se llevó a cabo la normalización de los datos para mayor claridad sobre el impacto de la incrustación. (Figura 2).
El procedimiento implementado para gestionar el tratamiento de las mezclas alternativas de crudo fue el siguiente:
- Utilice la optimización restringida de CrudePLUS para minimizar RIX y FPX como la primera acción de mitigación para optimizar las mezclas de crudo.
- Use el análisis predictivo CrudePLUS antes de procesar una mezcla de crudo para garantizar un tratamiento químico eficaz.
- Programe las mezclas de crudo de acuerdo con los resultados RIX y FPX de cada mezcla.
- Administre la inyección del estabilizador de crudo y la dosificación según las recomendaciones de CrudePLUS para minimizar los episodios de inestabilidad y mejorar sinérgicamente el rendimiento del programa de antiincrustantes.
- Administre la inyección y la dosificación de antiincrustantes para mitigar los problemas de incrustaciones en el precalentamiento del crudo caliente, según lo recomendado por el equipo de servicio de Veolia.
Resultado
En la Figura 3 se describen los beneficios de las medidas de mitigación de Veolia para reducir la tasa de incrustación. El gráfico compara las tendencias normalizadas de los pacientes no tratados, tratados con FA y FA+CS. El gráfico revela el efecto sinérgico de la CS en la FA, como lo demuestra la reducción incremental significativa del 34% en la incrustación por encima de la reducción de la incrustación solo en la FA del 62%. En general, la pérdida de transferencia de calor se redujo en un 96% con el programa AF+CS.
Debido a la reducción de incrustaciones en el sistema, la frecuencia de limpieza de paquetes se redujo de 6 limpiezas de paquetes entre respuestas a cero limpiezas necesarias durante el ciclo de funcionamiento más reciente.
La Figura 4 muestra el valor anualizado de las mejoras logradas al poner en marcha las recomendaciones de Veolia sobre este sistema. El impacto general del programa CrudePLUS se mide por los ahorros a través del precalentamiento del crudo, la reducción de costos de incrustaciones y la reducción de la generación de residuos de petróleo. El beneficio neto total después del tratamiento, incluido el costo de las acciones de mitigación con química dirigida, es de un cargo estimado de $5.7 MM/año o $0.51/BBL.
*Marca registrada de Veolia; es posible que esté registrada en uno o más países.