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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN
PLANTAS DE REFINACIÓN
XVIII FORO DE AVANCES EN LA INDUSTRIA DE REFINACIÓN
JULIO, 2012
M.I. MA. TERESA PÉREZ CARBAJAL Y C.
DR. MIGUEL ANTONIO LEIVA NUNCIO
ING: MARCO ANTONIO OSORIO BONILLA
2
CONTENIDO
1. IMPORTANCIA DEL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA
2. PRINCIPALES ÁREAS DE CONSUMO EN REFINACIÓN
3. RETOS Y ESTRATEGIAS
4. ÁREAS DE OPORTUNIDAD
5. CONCLUSIONES
3
1. IMPORTANCIA DEL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA
4
SEGURIDAD ENERGÉTICA
EFICIENCIA ECON. Y PRODUCTIVA
SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL
ESTRATÉGICA ECONÓMICA AMBIENTAL
EJES RECTORES DE LA ESTRATEGIA NACIONAL DE ENERGÍA
5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1850 1900 1950 2000 2050
AÑO
INT
EN
SID
AD
EN
ER
GÉ
TIC
AINTENSIDAD ENERGÉTICA, RELACIÓN ENTRE EL CONSUMO DE
ENERGÍA Y EL PRODUCTO INTERNO BRUTO
EU.A
EUROPA
JAPÓN
OTROS PAÍSES
6
INTENSIDAD ENERGÉTICA EN MÉXICO (KJ/$ PIB)
Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011
7
RETOS PARA EL SNR
7
2008 2024CUARTIL DE DESEMPEÑO OPERATIVO
DEL SNR RESPECTO A ESTÁNDARES
INTERNACIONALES
4
3
2
1
4
3
2
1
INERCIAL
ESTRATÉGICO:Intrumentación de programas
Recursos para mantenimiento y
mejora operativa
Fuente: Estrategia Nacional de Energía, 2010
8
EFICIENCIA EN REFINERÍAS Y PLANTAS DE GAS
Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011
9
EMISIONES DE CO2 POR SECTOR ENERGÉTICO
Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011
10
2. PRINCIPALES ÁREAS DE CONSUMO EN REFINACIÓN
11
DISTRIBUCIÓN DE LOS GASTOS DE OPERACIÓN EN REFINACIÓN
12
DISTRIBUCIÓN TÍPICA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN
REFINACIÓN
Plantas de Proceso
58%
Sistemas Auxiliares
42%
13
DISTRIBUCIÓN TÍPICA DE CONSUMO DE ENERGÍA POR TIPO DE
PROCESO EN REFINACIÓN
14
3. ACCIONES PARA EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA
15
+42%
ÍNDICE DE INTENSIDAD ENERGÉTICO (IIE) EN EL SNR
Fuentes: Programa Estratégico Operativo, 2012 y Plan de Negocios de Petróleos Mexicanos y sus
Organismos Subsidiarios 2013-2017 .
*/ Costa Norte del Golfo de México (CNGM)
BRECHA DEL IIE
16
IMPULSORES, BARRERAS Y RETOS
Fuentes de
energía
innovativas
Desarrollo
tecnológico e
implantación
Permisos y
regulacionesCogeneración
Abastecimiento
de electricidad
Inversiones
en plantas
• Retos
tecnológicos
para utilizar gas
y coque de
refinerías contra
otros
combustibles
• Tecnologías
inadecuadas
para uso
eficiente
energía
excedente,
especialmente
fuentes de bajo
valor calorífico
• Conflictos entre
flexibilidad en
los combustibles
y metas de
proceso
• Falta de códigos
y normas para
nuevas
tecnologías
• Confiabilidad
variable en los
motores de alta
eficiencia
• Limitaciones
catalíticas en
plantas de
hidrógeno e
impacto en la
demanda de gas
natural
• Compromiso
entre reducción
de NOx y
eficiencias
caloríficas
• Regulaciones
combustibles
limpios y
emisiones de
plantas
• Cambios
constantes en
las regulaciones
• Falta de
entendimiento
de las
regulaciones en
las refinerías
• Largos retornos
de inversión y
riesgos por
incertidumbres
en los precios
• Las refinerías
alcanzando el
máximo
capacidad de
cogeneración
• Brincos e
interrupciones
• Sistemas de
protección de
electricidad en
refinerías
inadecuados u
obsoletos
• Mayor demanda
de calidad en la
electricidad y
confiabilidad en
las nuevas
tecnologías
• Variabilidad en el
uso y
disponibilidad
• Respuestas a los
picos en las
refinerías
• Falta de capital
para
instalación de
equipo nuevo
• Altos costos
para equipos
eficientes
• Dificultad para
transmitir el
valor
económico
asociado con la
eficiencia en
las refinerías
Elevados consumos de energía
Nuevas restricciones ecológicas
17
PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
DEFINICIÓN DE ELEMENTOS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
EVALUACIÓN DE BENEFICIOS
ESTRATEGIAS
SOFTWARE PARA
ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA
- CONCILPACIÓN DE DATOS
- REQUERIMIENTO PARA
PROPORCIONAR SOPORTE DE
MANTENIMIENTO A LARGO TIEMPO
- MANTENIMIENTO POR EL USUARIO
- SOPORTE EFECTIVO DE
ENTRENAMIENTO
BAJO ALTO
CONTROL DE AGUA DE
ENFRIAMIENTO
- SISTEMAS DE ALTA CAPACIDAD
- ENTENDIMIENTO DE LOS MECANISMOS
DEL PROCESO DE ENSUCIAMIENTO DE
CAMBIADORES DE CALOR
BAJO ALTO
INTEGRACIÓN ENERGÉTICA,
COGENERACIÓN
- INTEGRACIÓN TÉRMICA
- RECUPERACIÓN DE CALOR
- BOMBAS DE CALOR
- ANÁLISIS TOTAL SITE
- ANÁLISIS ENTRÓPICOS
MEDIO ALTO
GASIFICACIÓN DE COKE Y
LIQUIDOS PESADOS
- CONFIABILIDAD DE REFRACTARIOS
- OPTIMIZACIÓN DE FLEXIBILIDAD PARA
ELO USO DE LÍQUIDOS O GASES
- UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS
- COSTOS DE INVERSIÓN
ALTO ALTO
18
PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
DEFINICIÓN DE ELEMENTOS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
EVALUACIÓN DE BENEFICIOS
ESTRATEGIAS (cont.)
INSPECCIÓN DE EQUIPO
- FIBRA ÓPTICA/SISTEMAS
INALAMBRICOS
- NO INTRUSIVOS
- MONITOREO DE CORROSIÓN EN
TANQUES, TUBERÍA Y RECIPIENTES
BAJOMEDIO
ALTO
PROCESOS ALTERNOS DE
PRODUCCIÓN DE H2
- REDUCCIÓN DE COSTOS DE
ELECTRÓLISIS
- OPCIONES DE PRODUCCIÓN CON
ETANOL, METANOL, ENERGÍAS
RENOVABLES Y ENERGÍA NUCLEAR
- INCREMENTAR CAPACIDADES
- RECUPERACIÓN DE HIDRÓGENO DE
H2S O AMONIACO
ALTOMEDIO
ALTO
TECNOLOGÌAS DE
SEPARACIÓN POR
MEMBRANAS
- IDENTIFICACIÓN DE CORRIENTES CON
ALTO POTENCIAL DE SEPARACIÓN
- REVISIÓN DE TECNOLOGÍAS
EXISTENTES
- EVALUACIÓN DE NUEVAS OPCIONES
- PRODUCCIÓN A GRAN ESCALA PARA
REDUCCIÓN DE COSTOS
- TIEMPO DE VIDA ADECUADO
ALTO MEDIOALTO
RECUPERACIÓN DE FUENTES
DE BAJO VALOR
- TURBINAS DE BAJA PRESIÓN
- REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
- FLUIDOS ALTERNATIVOS PARA
GENERASCIÓN DE POTENCIA
- BOMBAS DE CALOR
ALTO MEDIO
19
4. ÁREAS DE OPORTUNIDAD
20
TOTAL SITE
Jerarquizar
Áreas de Oportunidad
Recomendaciones Específicas
Plan de Acción (Road Map)
Cartera de Proyectos
ESTABLECER
METAS
REDUCCIÓN
DEL IIE
21
PINCH
H
h c
A.E.
VAP0R M.A.P.h c h c
1
2
n
ANÁLISIS
PROCESOSANÁLISIS INTEGRAL
(PROCESOS – SERVICIOS)
OBJETIVOS
GLOBALES
• LÍMITES
TERMODINÁMICOS
• OBJETIVOS GLOBALES
DE CONSUMO
• OBJETIVOS DE
INVERSIÓN
• OBJETIVOS DE DISEÑO
CARTERA DE
PROYECTOS
(ROAD MAPS)
TOTAL SITE
22
TOTAL SITE. RESULTADOS TÍPICOS
• Integración Térmica en Ptas. Primarias
• Control en CAFD
• Precalentamiento de Aire
REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE
• Maximizar el uso de VBP
• Maximizar la generación de VAP
• Maximizar la extracción de Vapor en Turbos
• Incrementar el trabajo cogenerado
SERVICIOS AUXILIARES
• Implementar Ciclos Combinados
• Utilización del Coke
• Utilización de Residuos líquidos
COGENERACIÓN
23
EFICIENCIA Y APLICACIÓN DE SISTEMAS DE COGENERACIÓN
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RELACIÓN ET / EE
EF
ICIE
NC
IA (
%)
CICLO COMBINADO DIESEL
CICLO TURBINA DE GAS
CICLO TG CON POSTCOMB.
CICLO COMBINADO Y C. VAPOR
REFINERÍAS
24
POTENCIAL DE COGENERACIÓN EN REFINACIÓN
25
APROVECHAMIENTO DE RESIDUALES PARA SISTEMAS DE
COGENERACIÓN
26
5. CONCLUSIONES
27
El SNR tiene un gran reto al cambiar del 4º al 2º lugar del Cuartil de Desempeño
Operativo.
Retomar las acciones propuestas en los estudios de “Total Site” y de optimización
energética realizados para el SNR.
Incrementar las acciones para favorecer la Cogeneración:
Por Pemex
Por terceros
Se tiene un campo fértil para la investigación y desarrollo en tecnologías para:
Separación por membranas
Recuperación y uso de fuentes de bajo valor
Gasificación
Implementar medidas de ahorro de energía apoya el cumplimiento de la Ley General
de Cambio Climático, al reducir la producción de CO2.
CONCLUSIONES
28
GRACIAS