Refinaria aumenta a lucratividade expandindo os limites de produção enquanto controla os danos em equipamentos e tubulações
Resultados
- Aumento do lucro da instalação aumentando a produção sem gastos de capital
- Verificou a viabilidade da condição dos equipamentos para evitar paradas desnecessárias
- Quantificou o desgaste da tubulação e do equipamento para determinar limites de produção mais altos
Imagem 1. Cinco transmissores wireless de corrosão e erosão da Rosemount, montados em pontos estratégicos ao redor do cabeçote, ajudaram a determinar que a parede do tubo do cabeçote de aço carbono estava afinando na A taxa de 2 mm (0,08-pol.) por ano.
Cliente
Refinaria europeia operada por um grande produtor integrado de petróleo e gás.
Aplicação
Tubulação e equipamentos da refinaria propensos a aumentar o desgaste ou pior, falha catastrófica.
Desafio
As refinarias que desejam aumentar a lucratividade podem tentar reduzir os custos de produção ou aumentar os níveis de produção, desde que haja demanda suficiente no mercado. Pressionar pelo aumento da produção pode exigir projetos de capital para remover gargalos, mas determinar o quanto a produção pode ser aumentada geralmente começa com aumentos graduais até que surjam gargalos. A gerência corporativa desafiou esta refinaria a aumentar a produção em 30 por cento sem lançar grandes melhorias de capital.
Diante de tal desafio, uma abordagem é simplesmente operar as bombas mais rapidamente, abrir mais as válvulas e ultrapassar os limites normais em um esforço para aumentar a produção. Naturalmente, os efeitos variam muito dependendo da natureza da planta, mas aqui estão alguns efeitos típicos:
- Os estágios de aquecimento devem ficar mais quentes para transferir o calor mais rapidamente
- Os fluxos de fluido através de tubos e válvulas aumentam com velocidades mais altas
- O tempo de residência em reatores é reduzido
- A eficiência de separação dos processos de destilação de fracionamento é reduzida
Um dos gargalos que logo surgiram foi na unidade de hidrocraqueamento da refinaria, que já estava funcionando com uma alta taxa de conversão. Alguma eficácia do processo seria perdida forçando uma quantidade maior de óleo não convertido para fora com o fluxo de propano e extremidades leves para o estabilizador de hidrocraqueador. Este fluxo foi resfriado em uma série de trocadores de calor e depois dividido em três fluxos: propano, óleo não convertido e água ácida.
A unidade funcionou por cerca de quatro anos na nova taxa de produção e parecia estar funcionando bem. Sem que os operadores soubessem, o aumento do fluxo de propano estava corroendo um complexo sistema de cabeçalho projetado para coletar propano dos trocadores de calor. Um dia, os operadores descobriram uma pluma de propano líquido com alto teor de H2S saindo de um vazamento recém-formado no cabeçote, criando sérios problemas ambientais e de segurança, sem mencionar a perda de produto.
Felizmente, o problema foi descoberto antes que o propano encontrasse uma fonte de ignição. A unidade foi desligada brevemente para que uma braçadeira montada externamente pudesse ser instalada antes de retomar a operação. Isso resolveu o problema imediato, mas os engenheiros temiam que mais vazamentos ocorressem.
Solução
A equipe de engenharia de avaliação da refinaria instalou cinco transmissores wireless de corrosão e erosão da Rosemount™ (Imagem 1), montados em pontos estratégicos ao redor da plataforma. Após algumas análises, eles determinaram que a parede do tubo do cabeçote de aço carbono estava afinando a uma taxa de 2 mm (0,08 pol.) por ano devido à erosão causada pelo aumento do fluxo combinado com altos níveis de H2S resultantes de maior transporte de água ácida.
O custo total do projeto de instalação do transmissor foi de aproximadamente €25.000, no entanto, dado o valor de produção da unidade de cerca de um milhão de € por dia, foi considerado uma despesa menor.
Esses transmissores são montados permanentemente, fazem leituras contínuas da espessura do metal e enviam os dados para um sistema de monitoramento e historicização por meio de uma rede WirelessHART®. As leituras de transmissores individuais podem ser analisadas ao longo do tempo, tornando possível monitorar a perda de metal à medida que ela ocorre.
Embora os danos ao cabeçote tenham sido graves, os engenheiros determinaram que restava integridade suficiente para permitir que o cabeçote continuasse operando com segurança até que um novo cabeçote pudesse ser fabricado em aço inoxidável e instalado durante uma parada programada. O novo cabeçote seria mais caro que seu antecessor de aço carbono, mas os engenheiros previram uma vida útil muito mais longa e, como poderia ser fabricado em um período de tempo razoável, as cobranças de prêmio rápido foram evitadas.
O verdadeiro valor das instalações do transmissor e os dados que eles foi evitar o desastre potencial de uma grande falha no cabeçote e liberação catastrófica de hidrocarbonetos. Também evitou custos para projeto acelerado e fabricação de um novo cabeçote e eliminou interrupções na produção por uma parada injustificada. Se os engenheiros não tivessem sido capazes de determinar a verdadeira condição do cabeçote, um desligamento teria sido necessário por razões de segurança.