EFICIENCIA DE UN HORNO UTILIZADO EN EL PROCESO DE REFINADO DE CRUDO

INTRODUCCIÓN

La mejora del proceso de combustión ofrece el mayor potencial de ahorro independientemente de la operación de hornos industriales.

A pesar de la importancia económica y ambiental de los procesos de combustión, estas operaciones implican un bajo nivel de control y supervisión. Estos procesos son gobernados por unas pocas variables globales tales como el exceso de oxígeno o la producción del proceso, que no tienen control directo sobre las condiciones de la combustión.

La operación de hornos suele controlar mediante procesos estandarizados basados en la experiencia, en vez de utilizar información online efectiva y sistemas de control de la llama.

La eficiencia y emisiones de los hornos industriales dependen en gran medida de la distribución correcta del combustible y el suministro de aire en el proceso de combustión. Asimismo, la relación aire/combustible en localizaciones críticas impacta severamente en los parámetros del horno. Por lo tanto, controles más estrictos de la combustión pueden ayudar a equilibrar el proceso de combustión.

La tecnología de optimización de la combustión depende de un control en bucle cerrado de las condiciones de la combustión local, promoviendo el llamado “horno controlado”. Esta operación es un factor crítico para asegurar los máximos beneficios del ajuste de las variables de la combustión cuyo ajuste directamente impacta en la eficiencia de la unidad y formación de óxidos de nitrógeno.

PROBLEMATICA

SITUACIÓN INICIAL

Con respecto a la empresa PETROPERÚ S.A.-Refinería Conchan:

El proceso inicial se produce en el tratado de crudo de petróleo. El petróleo crudo comprado en cualquiera de los mercados mundiales debe responder más o menos a las necesidades de la refinería.

Este crudo, es una mezcla de cientos de productos diferentes, que van desde el gas metano hasta el residuo bituminoso, con unas características físico-químicas diferentes.

El petróleo tal cual no puede utilizarse prácticamente en ninguna aplicación. Las unidades de tratamiento no siempre están adaptadas para tratar todos los tipos de crudo. Este pasa por un proceso de refinación producido por altas temperaturas para separar los diversos productos que se van a generar, algunos de ellos GLP, Kerosene, y otros derivados del crudo, etc.

Si bien el sistema ya está dado, no se sabe si el funcionamiento de la máquina, equipo y/o instrumento, al igual que el método utilizado está siendo eficiente para el proceso.

Hasta el momento se maneja de este modo, pero es necesario conocer la eficiencia para poder proponer mejoras y aumentar los indicadores que genera este proceso, de esta manera el objetivo planteado, será logrado.

OBJETIVO

• Determinar la eficiencia de un horno, el cual es empleado para el proceso de crudo.

• Evaluar los procesos térmicos que intervienen en este proceso.

• Emplear los conocimientos adquiridos en el curso de TERMODINAMICA en un caso aplicativo y real de una empresa.

• Dar a conocer los conceptos básicos de las variables involucradas en el estudio de la termodinámica.

MARCO TEORICO

Para conocer este proceso y entender la problemática, es necesario conocer ciertas definiciones:

 GAS NATURAL

COMPOSICIÓN QUÍMICA

El gas natural es una mezcla gaseosa combustible de hidrocarburos. Está compuesto principalmente por Metano (CH4), pero tiene una proporción menor de otros elementos.

NO TIENE SABOR, COLOR NI OLOR

El gas natural es incoloro e inodoro. Antes de enviar el gas al sistema de distribución, se le incorpora una sustancia llamada odorante, la cual le da un fuerte olor similar al sulfuro ( huevo podrido ). Esta sustancia está tan concentrada que aún la cantidad más pequeña de gas natural puede olerse fácilmente por una persona con sentido normal de olfato. Este olor hace detectable su presencia, advirtiendo la existencia de una fuga de gas.

MÁS LIVIANO QUE EL AIRE

Es 40% más liviano que el aire, lo que significa que en lugares abiertos o con buena ventilación no se acumula, se dispersa en el aire, disminuyendo el peligro de explosión.

En lugares cerrados o mal ventilados, puede acumularse, lo que aumentaría el riesgo de explosión o asfixia.

NO ES TÓXICO

El gas natural no produce envenenamiento al ser inhalado. La razón es que ninguno de sus componentes (metano, etano, nitrógeno, dióxido de carbono) es tóxico. De todos modos, deben tomarse precauciones en recintos cerrados, ya que una fuga muy grande podría desplazar el aire del recinto y producir asfixia (falta de oxígeno).

ES INFLAMABLE

Es necesario recordar que: La combustión se produce con la presencia de combustible, oxígeno y calor. Estos tres elementos forman el llamado “triángulo de combustión”. Si faltara cualquiera de ellos, simplemente no habría combustión. Para que se produzca la combustión es necesario que los elementos combustibles y oxígeno estén en una proporción correcta. Si existe una cantidad menor a 4,5% de gas natural en la mezcla, no habrá combustión. Igualmente, si la concentración de gas natural es superior a 14,5%, tampoco se producirá combustión.

 PETROLEO CRUDO

El petróleo crudo se emplea para fabricar combustibles y otros productos derivados del petróleo.

El petróleo crudo es un líquido oleoso de color entre amarillo oscuro y negro, que suele encontrarse en yacimientos subterráneos naturales. Se formó cuando los restos de animales y plantas existentes hace millones de años quedaron cubiertos por capas de arena. El calor y la presión de esas capas convirtieron a esos restos en petróleo crudo. Por causa de ese proceso se ha dado el nombre de combustible fósil al petróleo crudo. Se extrae y emplea para fabricar combustible y otros productos derivados del petróleo.

El petróleo es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles. Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos

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