Maximización de la producción de propileno a través de la optimización del sistema de enfriamiento de las unidades de manejo de ligeros de craqueo catalítico en lecho fluidizado

Abstract

El departamento de Energías de la refinería BP de Castellón, tiene como objetivo la mejora de la eficiencia, desde el punto de vista energético del proceso, aprovechando todos los tipos de energía residuales que se desprenden de él. El propileno es una de las sustancias que se obtienen en la unidad de ligeros de craqueo catalítico en lecho fluidizado (FCC) de la refinería BP de Castellón. Debido a sus propiedades, el propileno aporta un mayor beneficio vendido como producto que utilizado como combustible en la red de fuel gas (combustible residual del petróleo) de refinería. Además la red de fuel gas se puede alimentar, en caso de necesidad, de combustibles más económicos como son el gas natural y el butano. Actualmente una parte del propileno, se vierte a la red de fuel gas ya que no se consigue separar suficiente cantidad debido a los problemas de disipación que presentan los sistemas de enfriamiento actualmente empleados en los intercambiadores de cabeza de la torre fraccionadora de la unidad. Estos sistemas de enfriamiento, basados en torres de refrigeración, disipan un total de 3,1 MW en unas condiciones de ambiente marino, por lo que presentan problemas de funcionamiento debido al alto contenido de humedad en el ambiente. Teniendo en cuenta este aspecto, el presente proyecto tiene como objetivo plantear y valorar diferentes alternativas para conseguir un mayor enfriamiento del fluido de refrigeración utilizado en los intercambiadores de cabeza, así como analizar cuál sería la temperatura óptima de trabajo para que estos intercambiadores pudieran maximizar la producción de propileno de una forma rentable. Para ello se compararán las siguientes alternativas: uso de chillers o máquinas basadas en la tecnología de compresión de vapor, uso de sistemas de absorción, o combinación de ambos sistemas. El interés en cuanto al uso de máquinas de absorción se basa en el reaprovechamiento del excedente de vapor de baja presión generado por la planta. El proyecto estará acompañado de los planos y pliegos de condiciones correspondientes, así como de un estudio económico basado en datos reales, que permitiera valorar las tres alternativas propuestas para futuras decisiones.

Optimisation de la production de propylène avec l’installation du réfrigérateur plus efficient. Analyse et étude des diverses méthodes de réfrigération. Dans l’entreprise je travaille dans le département des projets énergétiques. Notre objectif c’est profiter tous les sources d’énergie présentes dans le procès de raffinage du pétrole. Dans ce contexte, on a observé une perdue de vapeur de basse pression, par ailleurs, la possibilité de récupérer plus de propylène en augmentant la capacité de refroidissement des échangeurs thermiques de tête de la tour de craquage catalytique. Ce projet est au sein de l’unité de FCC L/E (craquage catalytique sur lit fluidisé, coupes légères), qui est capable de traiter 28KB/D. Elle s'alimente des déchets d’autres unités pour les changer en produits de haute valeur. Son principal élément c’est la tour du craquage T-2401 qui à la tête a des échangeurs thermiques, avec un débit total environ 400 m3/h. Des températures d’eau d’entré de ces échangeurs dépend la quantité de propylène. Pendant le stage j’ai déroulé le bilan de vapeur de toutes les installations, pour quantifier le vapeur disponible. Il y a 3 pressions différentes ; Haute, qui est tout consommé par la propre installation, Moyenne c’est le plus utilisé, et Basse qui est produit par dégradation de vapeur de pression moyenne et non profité. Par ailleurs, j’ai fait une étude pour contraster si véritablement une diminution de la température d’eau de réfrigération, augmente la production du propylène, en plus, confirmer la rentabilité d’installer différents types de machines. Différentes solutions seront proposées et étudiées dans ce projet. La proposition c’est une machine d’absorption (Br-Li), qui soit gérée par le vapeur excèdent. De cette façon, la rentabilité augmente considérablement, car la source d’énergie est « gratuite ». La technique d’absorption apparemment c’est la meilleure option, mais il y a des problèmes. La réfrigération a une côte temporaire, le besoin de refroidissement pendant l’hiver n’est pas le même qu’en été. Ces machines ont un petit écart de travail, pour cette raison elle sera dimensionnée pour le point optimal, et les possibles besoins additionnels seront suppléer avec une machine centrifuge o chiller.

The Energy Department of the BP refinery from Castellon aims to improve the efficiency of the process, from an energetic point of view, by using all types of residual energies that may arise from it. Propylene is one of the substances obtained in the light catalytic cracking in fluidized bed unit in the BP refinery. Because of its properties, propylene provides a greater benefit when sold as a product instead of when being used as fuel in the refinery’s fuel gas network. In addition, this network can be fed, when needed, with more economical fuels, such as natural gas and butane. Currently, part of the propylene is poured to the fuel gas network, as it is not possible to separate enough quantity due to the dissipation problems that the cooling systems, currently being used in the head exchangers of the fractioning tower of the unit, present. These cooling systems, based on cooling towers, dissipate a total of 3,1 MW in marine environmental conditions, thereby presenting problems of operation due to the high moisture content in the air. Considering this aspect, the present project aims to propose and evaluate different alternatives to achieve a greater cooling of the refrigerating fluid used in head exchangers, as well as to analyse what would be the optimum operating temperature so these exchangers could maximize propylene production in a profitable manner. For this purpose, the following alternatives will be compared: the use of chillers or machines based on vapour compression technology, the use of absorption systems, or a combination of both systems. The interest in the use of absorption machines is based on the reuse of surplus low pressure steam generated by the industrial plant. The project will be accompanied by detailed drawings and relevant technical specifications, as well as an economic study based on actual data, which would assess the three alternative proposals for future decisions