Estudio operacional de mezclas de gases que estabilice el suministro de energía al horno de la topping u-150 de la refinería de Barrancabermeja

Abstract

El horno atmosférico de la unidad Topping tiene como función transferir el calor necesario al crudo para facilitar la destilación en la torre atmosférica y de esta manera recuperar productos valiosos del crudo. En el horno se lleva a cabo un proceso de combustión, el cual utiliza como fuente principal de energía una mezcla de gas natural (GN) y gas de refinería (GR). El GR, llamado también gas combustible, es recuperado de los distintos procesos; unidades de cracking (Modelo IV, Orthoflow), de hidrotratamiento, del cabezal de gas de aromáticos (mezcla de gas combustible de refinería) y de la unidad de Turboexpander. En su composición puede presentarse altos contenidos de hidrógeno, butano, etileno, propano y propileno, ocasionando perturbaciones en el poder calorífico y en la densidad. Además por otro lado, los hornos también se alimentan de gas natural GN, llamado también gas de campos, el cual tiene un alto porcentaje de metano y etano. Actualmente existen problemas de funcionamiento del horno atmosférico debido a la salida, en ocasiones, de servicio de una o varias unidades de Cracking presentando, en consecuencia, una disminución significativa en el poder calorífico del gas combustible debido a la ausencia de gases pesados de alta capacidad calorífica y a la alta concentración de hidrógeno (30- 60% de H2). En el presente estudio, utilizando el simulador (comercial) de procesos Aspen HYSYS V.8.4, se evaluaron las condiciones de operación del horno de la unidad Topping U-150 utilizando diferentes mezclas de gas combustible y se realizó el cálculo del indicador de eficiencia energética utilizando el modelo matemático de Cala [1] el cual depende de las variables como el índice de Wobbe (IW) y la temperatura adiabática de llama (T) para realizar la evaluación de mejores alternativas de operación que disminuyan los problemas actuales.