Ingeniería de Procesos de Refinación y Petroquímicos (sede Barrancabermeja)

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Ingeniería conceptual de la interconexión de los cabezales de vapor de 600 psig del área de balance y el cabezal de vapor de 400 psig del área de refinería
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Riobo Gómez, Juan Carlos; Roa Rueda, Jhon Jairo; Castro Molano, Liliana del Pilar; Ordóñez Sepulveda, Iván Dario; Godoy Ruiz, Carlos Augusto; Morales Medina, Giovanni
En este trabajo de grado, se realizó una ingeniería conceptual, con base a la propuesta de interconexión de las áreas de producción de vapor que involucran el cabezal de vapor de 400 psig del lado de Refinería y el cabezal de vapor de 600 psig del área de Balance. Se planteó una alternativa de conexión a través de una línea, que partirá desde el bloque II del área de Balance planta HCM en un hot-tap, direccionado por el banco de tuberías, está construido sobre el área de tanques de balance para llegar y atravesar el viaducto número 57, ubicado en contraincendios. Posteriormente, su trayecto continuará por el banco de tuberías de la UOP II con dirección a la unidad de central del norte, donde se ubicará el cuadro de degradación de presión de vapor de 600 psig a 400 psig. Una vez que el vapor esté en condiciones de presión y temperatura, se integrará al cabezal de 400 psig a través de un hot-tap al cabezal principal de 400 psig, donde se encuentran las conexiones de descarga de producción de vapor del área de refinería o a través de la válvula de admisión de vapor de 400 psig a los turbogeneradores de la U-2400, todo esto con base a la viabilidad demostrada a través de las simulaciones realizadas en el programa Aspen Hysys, versión 10. Esta ingeniería se desarrolló con el objetivo de asegurar la confiabilidad y disponibilidad en los sistemas de producción de vapor para las plantas usuarias de servicios industriales de la GRB, en virtud del proceso de desmantelamiento de las calderas Distral (B-954/955), como aporte a la reducción de la huella de carbono y emisiones ambientales por parte de la empresa.
Diseño e Ingeniería Conceptual para el Sistema de Protección Contraincendio de los Recipientes de Almacenamiento de Hidrocarburos Livianos de la Unidad de Craqueo Catalítico UOP I
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Ramírez Restrepo, Jorge Iván; Sanguino Rodríguez, Edwin José; Barajas Ferreira, Crisóstomo; Muñóz Baquero, Diego Fernando; Guerrero Amaya, Hernando; Pedraza Avella, Julio Andres
Las unidades de cracking, VRU, Etano-etileno y amina, son plantas las cuales manejan y procesan productos derivados del petróleo, altamente inflamables y combustibles, los cuales generan un alto riesgo de explosión e incendio dentro de las instalaciones. Algunos de estos fluidos tienen composiciones asimilables al gas licuado de petróleo (GLP) por lo que presentan riesgos potenciales de generar explosiones tipo BLEVE (boiling liquid expanding vapour explosion) que llevan a la escalación de incendios a los bloques de planta anexos. Por esta razón, para algunos equipos se utilizaron criterios de protección tomados del API 2510 A “Fire protection considerations for the design and operation of liquefied petroleum gas (LPG) storage facilities”. Además de los incendios tipo BLEVE, se pueden anticipar incendios tipo “jet” debido a que la presión en casi todos los casos supera las 50 psig. Debido a la cercanía entre equipos a proteger según el reporte de Arthur D’ Little (ADL) de otros cuya protección no se solicita en el estudio, se toma como área potencial de incendio la que incluye los equipos alrededor de los que se deben proteger dentro de un área de 15m x 15m (criterio API STD 521 “Guide for Pressure-relieving and Depressuring Systems). De esta manera, toda la planta se ha dividido en secciones protegidas por válvulas de diluvio automáticas. Esta ingeniería contempla las modificaciones del sistema de protección contra incendios de la unidad U-2700 requeridas para resolver las recomendaciones generadas por el estudio realizado por Arthur D’ Little (ADL), en las cuales se exponen los diferentes riesgos asociados a la pérdida de contención e incendio dentro de las instalaciones de la planta. El análisis de la información se llevó a cabo siguiendo los lineamientos de las técnicas de gestión de peligros y riesgos aprobadas por Ecopetrol S.A. los cuales son descritos en el desarrollo este trabajo. La modelación hidráulica de los nodos y lazos de suministro de agua para la protección de los equipos críticos se realizó por medio de un Software llamado EPANET 2.0.
Evaluación de la factibilidad técnica de la implementación de una corriente de plástico de baja y alta densidad reciclado en el proceso productivo de polietileno virgen en las plantas de la refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Soledad Abella, Cesar Augusto; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Padilla Cadena, Edgar José; Barajas Ferreira, Crisostomo; Baldovino Medrano, Victor Gabriel
En este proyecto se realizó la evaluación técnica para la implementación de una corriente de plástico reciclado a la producción de polietileno virgen en las plantas de la refinería de Barrancabermeja. El proyecto inicia con la evaluación de los tipos de plástico objetivo, los cuales son polietileno de alta y baja densidad, encontrados en diferentes recipientes de uso diario en el mercado y bolsas de un solo uso para empaques de alimentos. Esta evaluación se realiza en el laboratorio de calidad de la refinería. Se evalúan los siguientes parámetros de calidad: análisis de M.I, densidad, color, contenido de ceniza, entre otros; todas estas pruebas se realizan siguiendo los estándares ASTM para polietileno. Se analiza la materia prima idónea a utilizar. Esta materia prima no debe causar reducción en la composición y propiedades del polietileno virgen. Se identifica el porcentaje máximo a utilizar de los diferentes reciclados, variando desde un 10 hasta un 50% máximo en peso. Se evalúa el tipo de proceso post - consumo que estas materias primas deben tener para ser homogenizadas con la corriente de proceso. Se identifican los puntos de suministro y la capacidad de este reciclaje dentro de la ciudad y región. Se identifica la forma de evaluar satisfactoriamente la mezcla comparando los precios del reciclaje y del producto virgen, para encontrar la viabilidad económica de la nueva resina verde. Con esta nueva resina se participará en el mercado nacional y representará el compromiso de la empresa con el entorno y el medio ambiente.
DETERMINACIÓN DE LAS MEJORES CONDICIONES DE OPERACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE DISOLVENTE 4 (VARSOL) EN LA TORRE DE DESTILACIÓN T-651 DE LA REFINERÍA DE BARRANCABERMEJA
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Rueda Chaparro, Andrés; Guerrero Amaya, Hernando; Navas Quiroga, Libardo; Duarte Duarte, Diana Paola; Pedraza Avella, Julio Andrés
El Disolvente 4 (Varsol) es uno de los de mayor producción en la Refinería de Barrancabermeja, la cual ha disminuido debido al cambio de dietas en las unidades de destilación primaria a causa del déficit de crudos livianos, esto ha repercutido en cambios en la operación de la torre de producción de Varsol, T-651. En el presente trabajo se realiza un estudio de optimización mediante el software de simulación Aspen HYSYS para obtener la mayor producción manteniendo los controles de calidad del producto. Para el proceso de optimización de la torre de destilación se realizó un análisis estadístico de las variables que intervienen en la operación, para así determinar cuál de estas tienen un mayor impacto en la producción y en la calidad del Varsol mediante un análisis de regresión por método de mínimos cuadrados, donde se evidenció que las variables de operación más influyentes en la producción son el reflujo de cima y la temperatura de salida del rehervidor de calentamiento. Después se realizó el modelamiento de la torre de destilación en estado estacionario y se validaron los datos de la simulación con los datos históricos de la unidad dando como resultado una desviación no mayor a un 10% de los datos simulados con respecto a los datos de operación. Con el modelo validado se procedió con la optimización realizando un análisis de sensibilidad donde se tomaron tres diferentes valores de carga, se modificaron los platos de entrada a la torre y las variables obtenidas en el análisis estadístico, se logró determinar que las mejores condiciones de operación para aumentar la producción de Varsol en la T-651 son: el plato de carga a la T-651 es el plato 25, el valor de reflujo de cima entre 680 a 1200 bpd y la temperatura de salida del rehervidor entre 376 a 380 °F.
Estudio Técnico De La Implementación De Un Sistema De Transporte Por Tubería De Aceite De Palma Blanqueado Desde ECODIESEL Hacia La Planta De Parafinas Para La Integración De Combustibles Renovables En La Refinería De Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Moros Meneses, Iván Darío; Zapata Giraldo, Mitchun Alexander; Duarte Duarte, Diana Paola; Godoy Ruiz, Carlos Augusto; López Giraldo, Luis Javier; Pedraza Avella, Julio Andrés
Los combustibles de origen fósil tienen una demanda actual del 80% a nivel mundial. Ecopetrol con su compromiso de ser una empresa ambientalmente responsable está implementado proyectos de energías renovables a partir de parques solares, hidrógeno verde y combustibles renovables. La materia prima para la producción de diésel renovable será aceite de palma blanqueado suministrado por ECODIESEL. El transporte de aceite de palma se realiza a granel en carrotanques, presentando oportunidad en los tiempos de entrega y altos costos en los fletes. El presente trabajo consiste en un estudio técnico para el transporte de BPO desde ECODIESEL hacia la planta de parafinas en la GRB, como la primera etapa del macroproyecto llevado a cabo en Ecopetrol y correspondiente a la integración de combustibles renovables en la refinería de Barrancabermeja. Se evalúan diferentes alternativas de trazado de tubería y se elige la mejor alternativa, teniendo en cuenta variables que influyen en la relación costo/beneficio del proyecto. Además, se estudian las diferentes variables que intervienen en el diseño de la tubería de transporte de BPO y se realiza la simulación de la línea en el simulador de procesos ASPEN HYSYS® con el fin de asegurar los valores requeridos para el diseño del sistema de bombeo y los implementos requeridos para tal fin.
Propuesta de un modelo predictivo para monitorear el cumplimiento de las especificaciones del asfalto tipo exportación por grado de desempeño PG en GRB, aplicando análisis e inferencia de datos y correlación estadística
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Barrera Jaimes, Sandra Milena; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Martínez Rey, Ramiro; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Baldovino Medrano, Victor Gabriel
En este trabajo se evaluó la calidad del asfalto grado desempeño (PG), desde un enfoque de la ciencia de datos; esto a través del estudio de las correlaciones estadísticas para la estimación de parámetros reológicos, físicos y mecánicos a partir del análisis de bases de datos existentes de la GRB. Para el desarrollo del proyecto, el modelamiento se realizó por medio del software MATLAB, aplicando machine learning con un algoritmo de aprendizaje automático, específicamente aprendizaje no supervisado por medio del algoritmo SVD. El objetivo principal del aprendizaje no supervisado es encontrar patrones en los datos de entrada que indiquen características potenciales; para luego aplicar las correlaciones a lugar y posteriormente poder obtener las predicciones de las propiedades correspondientes al estudio de la calidad del asfalto PG. Inicialmente se realizó un pretratamiento de datos y luego se aplicó aprendizaje no supervisado, donde los resultados que se desean obtener del modelo se conocían previamente, y estos se usaron como datos de entrenamiento (validación). En este modelo se trabajó con dos tipos de datos; datos de entrenamiento provenientes de una matriz conformada por las caracterizaciones de asfalto PG tipo exportación, y datos de prueba conformados por una matriz proveniente de analítica del asfalto tipo exportación en GRB. Para la validación del modelo se usó una matriz de datos de la cual se lograron predecir 4 propiedades del asfalto en la etapa de interés PAV (envejecimiento a largo plazo), etapa III de la caracterización asfalto grado PG 64-22. Las propiedades que se lograron predecir fueron: Temperatura de falla Asfalto Residuo PAV, Módulo Reológico a 64°C, Asfalto Residuo PAV, Rigidez a -12°C, Asfalto Residuo PAV y m(t) a -12°C, Asfalto Residuo PAV.
Evaluación de la factibilidad del uso de un tambor para el rompimiento de la emulsión generada en el tratamiento del turbo combustible jeta1.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Espinosa Rey, Juan Carlos; Pedraza Avella, Julio Andrés; Cortés Camargo, Ricardo; López Giraldo, Luís Javier; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
Descripción En la Refinería de Barrancabermeja se produce el turbo combustible JetA1, que es uno de los productos de mayor valor en la industria de refinación, este se utiliza como combustible para aviones con turbina tipo propulsión o JetA1, para un óptimo funcionamiento de los motores, este debe cumplir con características fisicoquímicas rigurosas y estándares internacionales de calidad como la acidez, el punto de congelamiento, la separación de agua (MSEP) y partículas sólidas en suspensión entre otras. La presencia de ácidos nafténicos, genera diversos problemas en los componentes metálicos de las turbinas que usan este combustible, disminuyendo su vida útil. Debido a lo anterior se realiza un lavado al combustible con una solución de soda fresca a 5° Baumé para neutralizar y disminuir la acidez. Este proceso es realizado en el tanque lavador D4601, allí debido al contacto y turbulencia de mezcla entre las fases se genera una emulsión que debe ser controlada y retirada para evitar arrastre de soda, daños y contaminación en el proceso de filtrado y calidad del JetA1. Durante muchos años, el control de la emulsión se ha realizado por medio de drenajes al sistema de aguas aceitosas, lo anterior representa una pérdida económica por la cantidad de combustible presente en la emulsión que es desechado como slop de la refinería a muy bajo precio y con un impacto ambiental significativo, puesto que los drenajes llegan al sistema de tratamiento de aguas residuales PTAR. En el presente proyecto, se evalúa la factibilidad de utilizar un tambor que se encuentra fuera de servicio en la planta, para separar las dos fases de la emulsión y poder enviarlas a sistemas cerrados; la soda a un sistema de tratamiento y el JetA1 hacia un producto terminado de mayor valor comercial como es el Aceite liviano de ciclo (ALC), o al mismo proceso de Jet A1.
ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD TECNICA PARA INYECTAR NAFTA AL RISER DE LA PLANTA CRACKING ORTHOFLOW
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Páez Ramírez, Bladimir de Jesus; Castellanos Gómez, Oscar Mauricio; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Brochero Conde, Neyla Marithza; Rivera Corredor, Carlos Alberto; López Giraldo, Luis Javier; Guerrero Amaya, Hernando
En este proyecto, se planteó la propuesta de inyectar Nafta al Reactor Riser R-520, puesto que nace de la necesidad de aumentar los rendimientos de producción ante la demanda de la gerencia de la refinería de Barrancabermeja, así como de aprovechar los recursos (carga) y se evaluó la propuesta a través del software Aspen HYSYS V10 el impacto sobre la temperatura, la recirculación del catalizador y los rendimientos en la generación de productos, se evalúa la posibilidad de aumentar la carga de Aceite Desmetalizado (DMO) para generar mayor productividad en la unidad de Crackeo Catalitico Orthoflow. Fue necesario obtener todos los datos requeridos para la simulación rigurosa, datasheet de los equipos involucrados en el análisis y el estudio tales como Reactor Riser R-520, flujos, composiciones, Registro de Propiedades del Fabricante del catalizador (Ecat), ventanas operativas como factor restrictivo en la temperatura de operación y diseño. Se validaron los resultados obtenidos de la simulación con los históricos reales que se poseen sobre el proceso en planta y por último se procedió a evaluar la inyección de Nafta en la simulación obtenida, cuyos resultados fueron favorables sobre los rendimientos de producción de Nafta, disminución de la temperatura de operación y por último la disminución de la recirculación del catalizador.
Evaluación de la estabilidad y Compatibilidad de los crudos componentes de la carga a la unidad 150 de la Gerencia Refinería Barrancabermeja de Ecopetrol S.A
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Gutiérrez Game, Carlos Andres; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Barajas Ferreira, Crisostomo; Morales Medina, Giovanni
La Gerencia Refinería Barrancabermeja de Ecopetrol S.A busca constantemente el mejoramiento continuo de sus procesos, como parte de esto se dio inicio a este programa académico en convenio con la Universidad Industrial de Santander UIS, desarrollándose este proyecto que propone mejorar la calidad de la carga de crudo a la unidad 150. Esto se logra a través de una evaluación de la estabilidad y compatibilidad de los crudos componentes, caracterizando de manera individual cada uno de los crudos provenientes de la estación Monterrey y Cusiana que posteriormente llegan a la refinería por oleoducto como una sola mezcla para la unidad de destilación 150. Se realizaron los análisis de laboratorio como un Assay tipo II. obteniéndose información valiosa de la calidad de los crudos componentes de la carga con la cual se definieron aspectos relevantes derivados de esta caracterización. De esta manera se encontraron los crudos que presentan desviaciones a las características parafínicas que deben tener los crudos que llegan a esta unidad. Luego utilizando la información obtenida del Assay se ingresaron los resultados al programa Aspen Hysys, con el objetivo de proponer una mezcla que reúna las mejores características de un crudo obteniéndose tres posibles mezclas que coinciden en el aumento del rendimiento de destilados medios y reducción de fondos aprovechando de mejor manera la carga de la unidad 150.
EVALUACIÓN DEL PERFIL DE TEMPERATURAS EN LA PIRÓLISIS DE ETANO Y SU EFECTO SOBRE RENDIMIENTO HACIA ETILENO.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Buitrago Gómez, Edwin; Arias Rodríguez, Mauricio; Baldovino Medrano, Victor Gabriel; López Giraldo, Luís Javier; Godoy Ruiz, Carlos Augusto; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
La pirólisis se realiza a altas temperaturas, mayores a 1100 °F, la reacción se lleva a cabo en presencia de vapor de agua como diluyente, el cual ayuda a disminuir la presión parcial de las cadenas de hidrocarburos y a homogenizar y transportar el calor al interior de cada tubo del horno reactor. Son múltiples las variables que afectan la pirolisis, en este trabajo de investigación se define al perfil de temperatura en un horno de pirólisis, como la trayectoria de temperaturas que sigue el gas a través de toda la longitud del tubo en la zona radiante del horno. El intervalo del perfil de temperatura estudiado se limita en el rango de 1100-1525 °F. Los resultados obtenidos fueron alcanzados mediante la realización de 3 corridas en un horno reactor de planta en donde se propuso una nueva distribución de quemadores en servicio para generar un nuevo perfil de temperatura en los tubos de la zona radiante en el horno de pirólisis. Los resultados evidenciaron un aumento en el rendimiento hacia etileno, Hidrogeno y metano del orden del 1-2% mol; adicional, y de forma colateral hubo una disminución en la severidad (temperatura de piel) sobre los últimos tubos de la zona de radiación en el hogar del horno de pirólisis. Para contrastar los resultados obtenidos en las 3 corridas, se diseñaron y ejecutaron 10 simulaciones en Aspen Hysys con diferentes configuraciones de suministro de calor, encontrando resultados de simulación similares a los de las corridas del horno de pirólisis.
Simulación de la limpieza con gas etileno caliente en los intercambiadores ER2203/04/05 de la planta de polietileno I, refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-09) Ricardo Chavez, Jair; Martínez Rey, Ramiro; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Duarte Duarte, Diana Paola
En este proyecto se planteó la propuesta de un nuevo sistema de limpieza de remoción de suciedades en los intercambiadores E2203/4/5 de la Unidad de Polietileno I de la Refinería de Barrancabermeja, empleando la herramienta Aspen Hysys V10 y su matriz virtual, se obtuvieron los parámetros necesarios para evaluar la alternativa como opción confiable y segura para los trabajadores de la Unidad. Como primera medida se obtuvo el factor de ensuciamiento, elemento crucial para la simulación rigurosa de los intercambiadores E2203/4/5. Gracias a los datos de planta, datasheet de los equipos se realizó la simulación del sistema de limpieza propuesto, se analizó la caída de presión necesaria y el flujo masico del gas de etileno de purga para el propósito de la limpieza, por último se propuso como tal los isométricos para la construcción de las tuberías necesarias del sistema de limpieza y el funcionamiento como tal del sistema de limpieza sobre cada intercambiador junto con los parámetros a seguir en la apertura y cierre de válvulas como mecanismo en la remoción de grasa de dichos equipos.
Estudio técnico para maximizar la recuperación del isobutano presente en las corrientes de olefinas en GRB
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-09) Flórez Martínez, Obed; Rivera Gallego, Juan Alberto; Godoy Ruiz, Carlos Augusto; Guerrero Amaya, Hernando; Nabarlatz, Débora Alcida; Castro Molano, Liliana del Pilar
Ecopetrol S.A realiza procesos de alquilación de hidrocarburos con el objetivo de desarrollar aditivos (alquilatos) para combustibles con mejor control de ignición, aumentando el índice de octanaje (RON). Dentro de los insumos empleados se encuentra el i-butano, este es producido en la GRB (Gerencia Refinería Barrancabermeja) en las unidades de craqueo catalítico denominadas UOP I, UOP II y Orthoflow. Estas producen GLP con presencia de principalmente i-C4H10, butenos, entre otros. Este valioso componente es recuperado empleando una columna de destilación (T-4566), la cual recupera entre 1000 bpd a 1200 bpd de isobutano el cual es empleado como reactivo en la nueva planta de alquilación (NPA), la cual en ocasiones debe realizar paradas cuando no existe suministro de i-butanos. En el presente trabajo se realizó un estudio técnico para optimizar el recobro de isobutano presente en las corrientes de GLP en la torre T-4566 empleando el software Aspen Hysys V11.Se simularon distintos casos de operatividad como mezclar dos, tres corrientes de diferentes fuentes y alimentarlos en distintas relaciones a los platos de alimentación (18, 22 y 38). Se evidenciaron rutas de operación que alcanzaron una composición cercana al 54.65% de isobutano en la corriente de destilado, logrando recuperar entre 60 bpd a 71 bpd más en relación con la ruta actual de operación, empleada en la planta de alquilación.
Evaluación de la generación de vapor de baja presión por medio del sistema de intercambiadores E-2208a/b en la planta de polietileno I de la gerencia refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-10) Rondón Ravelo, Leonel; Torres Barbosa, Tomas; Mercado Ojeda, Ronald Alonso; Herrera Betancourth, Pedro Elías; Castro Molano, Liliana del Pilar; Mudvi Nova, Carlos Jesús
En este proyecto se plantea la factibilidad técnica y prefactibilidad económica de utilizar el vapor generado de baja presión que sale de los intercambiadores E-2208 A/B como servicio industrial ingresando en una sola línea a la unidad de absorción X-2206. Para esto, fue necesario obtener todos los datos requeridos para desarrollar una simulación rigurosa, además de los datasheet de los equipos involucrados en los intercambiadores E-2208A/B, flujos y condiciones de operación. Se realizó un caso de estudio donde se varió el flujo y se registró las fases de vapor y liquido hasta encontrar el punto medio de la cantidad de vapor generado a una presión por debajo de 25 psig y el cual será inyectado a la unidad de absorción X-2206. Se dio cumplimiento a los objetivos pactados y comprobó la factibilidad y los beneficios económicos que obtendrá la Gerencia de la Refinería de Barrancabermeja sobre la alternativa presentada.
Diseño conceptual de un sistema de mezclado en línea para la carga directa de crudo a la unidad U-2100 de la Gerencia Refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-10) Osma Duarte, Miguel Roberto; González Carvallido, Enildo Nery; Morales Medina, Giovanni; Pacheco Acosta, Rosangela; Barajas Ferreira, Crisostomo; Godoy Ruíz, Carlos Augusto
La Gerencia Refinería de Barrancabermeja, GRB, presenta oportunidades en la disminución de inventarios de crudos en los tanques de alimentación a las unidades de destilación de crudos; el uso de estos inventarios incrementaría el margen de refinación y disminuiría impuestos anuales. Una alternativa para la eliminación de estos inventarios corresponde a la implementación de un esquema de carga directa a estas unidades. Sin embargo, la carga directa implica el diseño de líneas de conducción de crudo y de un mezclador estático en línea, así como la verificación del cumplimiento de la presión de succión mínima para la bomba de carga a las unidades. En este documento se expone un análisis conceptual que envuelve el diseño de la línea de carga directa, el cálculo de las caídas de presión y la simulación en Aspen Hysys de la alternativa de alimentación directa a la unidad de destilación U-2100. Para lo anterior, los datos históricos de carga con tanque de alimentación fueron recolectados y analizados; asimismo, una simulación en Aspen Hysys validó los resultados de los históricos. El diseño de la línea fue realizado según los valores máximos reportados por los históricos y por la aplicación de balances de masa, de energía mecánica y de ecuaciones semiempíricas para el mezclador estático. También, el diseño conceptual envolvió la proposición de dos lazos de control para la estabilidad de la alimentación por carga directa. Según los resultados, el mezclador estático para el sistema tipo KMS de 10” de diámetro nominal, debe tener una longitud de 100”. La alternativa de cargue directo a la U-2100 conlleva a que la presión de succión de la bomba P-2101, se encuentre por encima de los valores reportados en los datos históricos. Igualmente, los lazos de control propuestos conducen a que la simulación reporte estabilidad ante diferentes perturbaciones.
ESTUDIO TÉCNICO PARA DETERMINAR LA VIABILIDAD EN EL APROVECHAMIENTO ENERGETICO AL VAPORIZAR GLP USANDO GASES DE COMBUSTIÓN DE LA UNIDAD FCC UOP I
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-13) Uribe Álvarez, Johnson Alberto; Parra García, Gustavo Adolfo; Guerrero Amaya, Hernando; Godoy Ruiz, Carlos Augusto; Martínez Rey, Ramiro; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
La función principal en el proceso de Craqueo Catalítico I en Ecopetrol S.A, es la ruptura de las fracciones más pesadas de petróleo de bajo valor comercial a productos más valiosos de bajo peso molecular implementando un catalizador fluidizado. Uno de los productos valiosos y de foco en el presente estudio es el Gas Licuado de Petróleo (GLP). Las unidades de craqueo catalítico convierten entre el 18 y 24% en volumen de la carga en este producto y la producción supera los despachos diarios hacia el resto del país. Como resultado de esta sobreoferta se genera un aumento en los inventarios en las estaciones de almacenamiento de la GRB, por ende, es necesaria el envío de gas licuado de petróleo (GLP) y propileno grado refinería (PGR) como producto hacia la red de gas combustible de la refinería. Además, en la actualidad el gas licuado de petróleo (GLP) que se envía hacia la red de gas combustible presenta contaminantes como el ácido sulfhídrico (H2S). Debido al alto poder calórico del gas licuado de petróleo (GLP) comparado con el gas natural, al inyectar GLP en la red de gas combustible de la refinería se disminuye el consumo de gas natural, lo cual favorece la economía de la empresa por el alto valor del gas natural. Sin embargo, es de aclarar que a la fecha no se ha hecho un estudio de los beneficios que traería usar el GLP en refinería. Bajo este escenario, este trabajo busca mediante simulaciones en Aspen Hysys V11, determinar la viabilidad en el aprovechamiento energético al vaporizar GLP usando gases de combustión de la unidad FCC del departamento de Craqueo Catalítico I y alimentarlo a la red de gas combustible posterior al tratamiento de endulzamiento.
Estudio de pre-factibilidad para el incremento del factor de utilización de la unidad recuperadora de Etano-Etileno del departamento de Cracking II en la Refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-14) Mogollón Arenas, Javier Alonso; Rincón Rincón, Jairo Yesid; Duarte Duarte, Diana Paola; Rivera, Carlos Alberto; Castro Molano, Liliana del Pilar; Morales Medina, Giovanni
En el caso del proceso de recuperación de etano etileno, los efectos de la desactivación del catalizador de FCC impactan directamente el funcionamiento del compresor de gas esponja C-4301 debido a que incrementa la relación de Hidrógeno/Metano de éste y por tanto afecta el peso molecular del gas en la succión del C-4301, ocasionando que su operación se encuentre muy frecuentemente al límite de desempeño. La variación en el peso molecular del gas en el lado de la succión ocasiona un aumento en la velocidad angular y genera un aumento en la presión de succión, lo que ocasiona el desvío de gas esponja hacia la red de gas combustible de la refinería a través de la apertura de la válvula de control de presión PV-43005. Con el fin de recuperar parte del gas esponja que se está perdiendo al enviarlo a la red de gas combustible y valorizarlo posteriormente como polietileno, este trabajo tiene como objetivo la evaluación de dos alternativas planteadas para regular el peso molecular a la succión del compresor: inyectar gas natural o recircular etano etileno producto, esto teniendo en cuenta la disponibilidad de dichas corrientes en la unidad. La evaluación de las alternativas se llevó a cabo a través de una simulación del proceso en Aspen Hysys v12 planteando diferentes escenarios de operación. Los resultados obtenidos permitieron identificar que la mejor opción en cuanto a recuperación de etano-etileno de la recirculación de producto considerando las condiciones de diseño de la unidad, variables operativas clave y disponibilidad de recursos. Teniendo la alternativa seleccionada, se evalúan los costos y diferentes retos operacionales a tener en cuenta a la hora de iniciar la implementación. Finalmente, se brindan recomendaciones para futuros análisis relacionados con esta problemática.
Estudio de factibilidad con enfoque en economía circular para el aprovechamiento de lodos generados en el proceso clarificación de agua de la U2900 de la Refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-18) Guerrero Pérez, Alexander; Cardozo Correa, Guillermo; Muvdi Nova, Carlos Jesús; López Giraldo, Luis Javier
Este proyecto de investigación evalúa las alternativas más favorables de uso y valorización de los lodos resultantes del proceso de clarificación de agua en la U2900, tomando como base su caracterización fisicoquímica y el potencial de transformación, de acuerdo con las necesidades del mercado local de Barrancabermeja y su área de influencia, generando desarrollo a través de procesos productivos para utilización del lodo como materia prima, dando origen a nuevas oportunidades de comercio en uso de fabricación de materiales de construcción como ladrillos, postes de concreto, placa huellas, entre otros, en biorremediación de suelos, o como abono orgánico, logrando un impacto ambiental positivo para la ciudad. Además, se incluyó en la canasta de subproductos de Ecopetrol S.A. abandonando la categoría de residuo industrial. La metodología utilizada tiene fundamento cuantitativa y analítica, variando la formulación existente para la fabricación de cada caso de negocio analizado. Los resultados obtenidos nos permiten direccionar el uso de los lodos de clarificación hacia el campo de la construcción o mampostería estructural, como suplemento orgánico para abono, o como insumo para la biorremediación de terrenos, permitiendo una segunda opción de uso en la economía no lineal. El proceso conlleva la necesidad de deshidratar el lodo, situación que permitiría abordar y concebir el proyecto desde su inicio dentro del marco de la economía circular, es decir con la recuperación y reintegro al tratamiento de la totalidad del agua retirada del lodo, se podría evidenciar un ahorro en la captación del caudal tomado, disminuyendo el volumen captado en 30% aproximadamente, lo que se representa un alto impacto en la huella hídrica de la Refinería para con la ciudad y sus ocupantes
Estudio técnico económico para la producción de aceite desparafinado que permita obtener base lubricante parafínica pesada mediante el cargue del destilado pesado de la U-130 en la unidad U-1200 MEC del Departamento de Parafinas y Fenol de la Refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-03) Jiménez Serna, Pablo Cesar; Plazas Vesga, Cristian Dario; Muvdi Nova, Carlos Jesús; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Guerrero Amaya, Hernando
El presente proyecto de investigación evaluó la alternativa de usar el destilado parafínico pesado, proveniente de la U-130 de destilación al vacío, que en la actualidad se encuentra direccionado al cabezal de gasóleo de la Refinería, como carga a la U-1200 MEC del Departamento de Parafinas y Fenol, tomando como base su caracterización fisicoquímica y el potencial de transformación, con el objeto de procesarlo para producir una nueva base lubricante que cumpla con los requerimientos del mercado, generando valor agregado al poder convertirse en un nuevo integrante del portafolio de productos de Ecopetrol S.A. Para el desarrollo del proyecto se empleó una metodología de tipo experimental, cuantitativa y analítica, realizando corridas de prueba a escala piloto en la U-4100 de desparafinado de bases lubricantes, de donde se obtuvieron diversas muestras que fueron posteriormente analizadas en el laboratorio de la Refinería. Los resultados obtenidos nos permiten inferir el uso del destilado parafínico pesado como carga a la U-1200 de donde el aceite desparafinado obtenido posee el potencial de convertirse en una base lubricante, reduciendo con esto la generación de corrientes de menor valor al darle una segunda opción de uso. Al utilizar el DPP es posible incrementar en un 30% la producción de base lubricante parafínica media al mes del Departamento de Parafinas y Fenol, lo cual se podría traducir en un ingreso monetario de 2,8 MUSD/mes aproximadamente.
Factibilidad técnico-económica para el aprovechamiento de la corriente de salida del intercambiador e1114 de la unidad u1110 de tratamiento nafténico como producto terminado en el mercado de bases lubricantes producidos en el departamento de parafinas y fenol de la gerencia refinería Barrancabermeja.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-04) Carmona Pineda, Wilber Alexander; López Giraldo, Luis Javier; Morales Medina, Giovanni; Guerrero Amaya, Hernando; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
Este trabajo de investigación realiza un estudio técnico-económico para el aprovechamiento de la corriente liviana de bajo azufre de salida del intercambiador E1114 de la unidad U1110 de tratamiento nafténico, como producto terminado en el mercado de bases lubricantes producidas en el departamento de Parafinas y Fenol de la GRB. Inicialmente se determinan las propiedades físicas y químicas de la corriente de salida del intercambiador E1114 de la unidad U1110 de tratamiento nafténico, mediante el análisis de históricos, determinando los rangos de variabilidad y la aplicabilidad de la corriente como base lubricante. Se realiza una simulación del proceso de producción de base parafínica con el software especializado PROII/10.2®. Luego se evalúa el efecto del cambio de la temperatura de promedio ponderado del Lecho (Weight Average Bed Temperatura) WABT en relación con el contenido de azufre, principalmente de la concentración de S de la corriente de salida del Intercambiador E1114. Se determina un rango de temperaturas de operación. Seguidamente, se desarrolla el control de cambios de operación en planta industrial, teniendo en cuenta el rango de temperaturas calculado y la caracterización fisicoquímica en laboratorio del IV, %p azufre y %p saturados. Finalmente, se determina la factibilidad económica de la puesta en marcha de la producción de base parafínica ultraliviana como producto terminado, mediante la herramienta Evaproyect, teniendo en cuenta los costos de operación actuales y los requeridos para la transición operacional, la TIR, el VPN, la relación costo/beneficio con proyecciones a 3 años, y con migración de los datos desde SAP.
Factibilidad técnica y económica para recuperar la corriente de cima de la T-1111 A de la unidad de tratamiento nafténico U-1110 del Departamento de Parafinas y Fenol en la Gerencia Refinería de Barrancabermeja.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-04) Pico Jiménez, Ludwing Arturo; Martínez Rey, Ramiro; Barajas Ferreira, Crisostomo; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
En el presente trabajo, se plantea un estudio en la búsqueda de mejores alternativas para recuperar la corriente de cima de la torre despojadora al vacío (T-1111 A) utilizada en la U-1110 (Tratamientos con hidrógeno) del Departamento de Parafinas y Fenol. Para llevar a cabo esto se comienza con la evaluación de las diferentes corridas realizadas en la unidad de proceso, la cual opera bajo la filosofía de HDA (hidrodearomatización), que busca mejorar el índice de viscosidad en las bases parafínicas. Luego, utilizando métodos de muestreo y analizando los resultados del laboratorio se busca a nivel de refinería alternativas las cuales nos permitan utilizar esta corriente, y no enviar más este producto hacia gasóleo. Con las características encontradas en el producto de cima de la T-1111 A, se pueden utilizar para aumentar el volumen del ACPM hidrotratado pesado almacenado en la casa bombas N°2, al igual un aumento en la producción de medios a nivel de la refinería de Barrancabermeja.

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