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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO
DE TECNOLOGÍA DE
ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL
EXTENSIÓN PUERTO LA CRUZ
ESTUDIO DEL SISTEMA DE ACEITE CALIENTE DE
LOS TRENES DE PROCESOS A Y B EN EL AREA 270
EN LA PLANTA DE FRACCIONAMIENTO Y
DESPACHO DE JOSE, UBICADA EN EL COMPLEJO
PETROQUÍMICO “JOSÉ ANTONIO
ANZOÁTEGUI”.ESTADO ANZOÁTEGUI.
TUTOR ACADÉMICO TUTOR INDUSTRIAL
Ing. Maiky Zabala Ing. Emmanuel Alvarado
PASANTE:
Leonel Márquez
C.I: V-23.239.628
Puerto la Cruz, Enero 2016
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ÍNDICE GENERAL
Introducción Pag:
CAPITULO I. Descripción de la empresa.
Reseña Histórica de la empresa 08
Razón social. 08
Misión. 10
Visión. 10
Objetivo. 10
Organigrama General. 11
CAPITULO II. Descripción del departamento donde se realizó la
pasantía.
Objetivo. 15
Organigrama del departamento 16
Descripción del departamento. 17
CAPITULO III. Proceso de las pasantías
Planificación de las actividades a desarrollar durante las ocho 21
semanas de pasantías.
Soporte técnico. 23
Conclusiones. 44
Recomendaciones. 45
Anexos. 46
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ÍNDICE DE FIGURAS
Pag:
Figura #1 Ubicación geográfica de la Planta. 09
Figura #2 Organigrama de la estructura de la Gerencia de gas. 12
Figura #3 Organigrama de la estructura de la Gerencia de Almacenaje 13
Figura #4 Organigrama de la estructura de la Gerencia de 16
Fraccionamiento.
Figura #5 Proceso Productivo de Alimentación de la Planta. 29
Figura #6 Esquema del Sistema de Aceite Caliente. 32
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ÍNDICE DE ANEXOS
Pag:
Anexo #1. Planta de proceso del área 270. 46
Anexo #2. Condensadores de Propano, Butano y Pentano. 46
Anexo #3. Filtros del sistema de aceite caliente. 47
Anexo #4. Bomba de circulación del sistema de aceite caliente. 47
Anexo #5. Tambor de Compensación del Sistema de Aceite Caliente. 48
Anexo #6. Intercambiador de la Separadora de Butano. 48
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CAPÍTULO I
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
6
INTRODUCCIÓN
El gas natural es una de las principales fuentes de energía
utilizadas por todo el planeta, para uso doméstico, industrial y comercial.
Debido a las grandes reservas de gas descubiertas en la República
Bolivariana de Venezuela, las empresas se abocaron al diseño de plantas
procesadoras del gas natural. Entre ellas, una de las obras de mayor
transcendencia para la industrialización de negocio del gas natural en
Venezuela el Complejo Criogénico de Oriente, compuesto por tres plantas
de extracción de líquido de gas natural (“Santa Bárbara”, “San Joaquín” y
“Jusepín”) y la Planta de Fraccionamiento y Despacho José.
La Planta de Fraccionamiento y despacho José se encarga de
separar los líquidos del Gas Natural del (LGN), provenientes de las
plantas de extracción de San Joaquín, Santa Bárbara, Santa Rosa y
Jusepín, estos productos llegan a la planta por dos tuberías una de 16”
desde la planta de extracción de San Joaquín y una de 16” una desde la
planta de extracción de Santa Bárbara. La cual separa estos productos en
propano(C3),Iso-butano(I-C4),Normal-butano(N-
C4),Pentano(C5),Gasolina Natural(C6) y Nafta Residual(C7+); la Planta
De Fraccionamiento y Despacho José, cuenta con 4 torres o trenes de
fraccionamiento (A, B, C, y D) llamadas Despropanizadora,
Desbutanizadora, Separadora de Butanos y Fraccionadora de Gasolina,
con capacidades de 50, MBBLD, Respectivamente, el proceso de
fraccionamiento consiste en una combinación de serie, basado en las
diferencias de los diferentes puntos de ebullición de los componentes
donde los más livianos salen hacia el tope de la torre y los más pesados
se quedan en el fondo.
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El caudal de alimentación de LGN, según su diseño en cada tren
es de 150 MBDP, se distribuye uniformemente en ocho recipientes
horizontales denominados tambores acumuladores o balas de
almacenamiento con capacidad de almacenar 1008 barriles. Desde estas
instalaciones de almacenaje de alimentación, los hidrocarburos son
bombeados a través de un sistema de precalentamiento de
intercambiadores de calor en paralelo, que consiste en cinco (5)
enfriadores de producto, el condensador de tope de la fraccionadora de
gasolina, este sistema busca la conservación de la energía y la flexibilidad
de operación. Este proceso de calentamiento es posible mediante las
unidades de recuperación de calor el sistemas de Aceite Caliente de los
trenes de proceso “A “y “B“, los turbo compresores del área 270 y los
turbos generadores del área 380 asociados a los turbo compresores
mediante el sistema de Aceite Caliente estos recuperadores de
calor provee la energía requerida para ambos trenes de proceso, por
medio de sus unidades recuperadoras de calor como lo son; los filtros de
Aceite Caliente D11.71101/02/03, las bombas de recirculación
D3.71101/02/03, Hornos de fuego directo D1.71108/09/10, de los gases
de escape de las turbinas, las unidades de recuperación de calor del
Aceite Caliente Generadores de Electricidad D1.71101/02,también cuanta
con cinco unidades de recuperación de calor de los gases de escape de
los turbocompresores del área 380, en este sistema se encuentran cinco
recuperadores de calor (D1.81001; D1.81002; D1.81003; D1.81004;
D1.81005), los cuales se encuentran asociados a los cinco
turbocompresores (D4.8181001; D4.81002; D4.81003; D4.81007;
D4.81008). Este sistema de recuperación de calor es el encargado de
entregar la energía necesaria para el área de la Planta de
Fraccionamiento y Despacho José, con la finalidad de obtener un mejor
desempeño de la energía requerida.
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RESEÑA HISTÓRICA DE LA EMPRESA
La planta de fraccionamiento y despacho (PDVSA GAS) José,
juntos con las plantas de extracción de líquidos del gas natural de san
Joaquín ubicada en el estado Anzoátegui, santa bárbara y Jusepín ambas
localizadas en el estado Monagas, constituyen el complejo criogénico de
oriente, que dio inicio a sus operaciones el 22 de noviembre de 1985, con
el objetivo de extraer el gas natural los líquidos de mayor valor comercial y
acondicionarlos para su utilización como insumo o como combustible en
los sectores petroquímicos, comercial y doméstico, así como para la
exportación de dichos productos.
La planta de fraccionamiento y despacho José, se encuentra
ubicada al norte del estado Anzoátegui, entre las localidades de Píritu y
Barcelona, específicamente en el complejo industrial José Antonio
Anzoátegui en donde se procesa los líquidos del gas natural (LGN)
provenientes de las plantas de extracción Santa Bárbara, y Jusepín
ubicada en el estado Monagas y san Joaquín en el estado Anzoátegui.
RAZON SOCIAL
Nombre de la Empresa.
PDVSA GAS, Planta de Fraccionamiento y Despacho José.
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UBICACIÓN GEOGRÁFICA
Planta de Fraccionamiento y Despacho José del Complejo
Criogénico José Antonio Anzoátegui, fue inaugurada en el año 1985, con
aplicaciones posteriores. Se encuentra ubicada al Norte del Estado
Anzoátegui en la Autopista Rómulo Betancourt entre Puerto Píritu y
Barcelona. Posee una capacidad máxima para fraccionar 200.000 Barriles
diarios de Líquidos del Gas Natural (LGN). Los Líquidos del Gas Natural
proviene de las Plantas de Extracción Santa Bárbara y Jusepín ubicadas
en el Estado Monagas, y la Planta de Extracción San Joaquín ubicadas
en el Estado Anzoátegui.
Los Líquidos del Gas Natural son enviados por medio de
poliductos, con capacidad para transportar un volumen aproximado de
150.000 Barriles diarios. La Planta de Fraccionamiento y Despacho José
es una de las más grandes del mundo. Su capacidad actual de
separación de Líquidos de Gas Natural es de 120.000 Barriles por día.
Donde se fraccionan el LGN en Propano, Normal-Butano, Iso-Butano,
Pentano, Gasolina y Nafta Residual, para luego almacenarlos y
despacharlos al mercado Nacional e Internacional. (Ver Figura 1)
Figura 1. Ubicación geográfica de la Planta de Fraccionamiento y
Despacho José.
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Misión de la empresa
Fraccionar almacenar y despachar los líquidos del Gas Natural en
forma segura oportuna confiable y en calidad mediante el uso de
tecnología actualizada y de las mejores prácticas mundiales, con recursos
humanos competentes, dentro de un ambiente organizacional favorable,
en armonía con el medio ambiente, para aportar el máximo valor a la
nación.
Visión de la empresa
Alcanzar niveles mundiales de excelencia gerencial y técnica que
valoricen el negocio de los líquidos del Gas Natural para contribuir en
forma sostenida al desarrollo socio-económico del país.
Objetivos de la empresa
Garantizar el Fraccionamiento de Almacenaje y el Despacho de los
líquidos del gas natural, para lograr el cumplimiento del pronóstico
de producción establecido.
Entregar a los productos/ servicios oportunamente y con la calidad
requerida por los clientes.
Velar por el cumplimento de las normas de seguridad industrial,
higiene ocupacional y ambiente que permitan garantizar las
condiciones de trabajo adecuados.
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Contribuir en forma sostenida en el desarrollo integral de la
nacional, equilibrio energético mundial, con soberanía e
independencia plena en el marco de la Revolución Socialista
Bolivariana.
Contribuir a la eficiencia del sistema de gestión de la calidad y la
mejora continua de los procesos.
Estructura Organizativa
La gerencia general seguida de la gerencia de procesamiento de
gas Oriente, representan el más alto nivel de jerarquía del complejo
Criogénico de Oriente de esta última dependen la Gerencia de Extracción
San Joaquín, la Gerencia de Extracción Santa Bárbara, la
Superintendencia de Extracción Jusepín, la Gerencia Técnica, la Gerencia
de Mantenimiento Mayor.
La Superintendencia de Control de Gestión Oriente y la Gerencia
de Fraccionamiento y Despacho José, y a esta Gerencia están adscritas
las superintendencia de Fraccionamiento, almacenaje y despacho,
Terminal marino, programación y mantenimiento operacional.
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Figura 2. Organigrama de la estructura de la Gerencia de Procesamiento
de Gas (2014).Elaboración propia
13
Figura 3. Organigrama de la estructura de la Gerencia de Almacenaje
(2014).Elaboración propia.
14
CAPITULO II
DESCRIPCIÓN DEL DEPARTAMENTO DONDE SE
REALIZÓ LA PASANTÍA
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Descripción del Departamento donde Se Desarrolló la
Práctica Profesional
El departamento de Operaciones de Fraccionamiento y despacho
José, es el área en el cual se encuentra una sala de control que maneja
toda la información necesaria y requerida de los trenes de proceso (A, B y
C) en dicha sala se encuentra las oficinas de los jefes de guardias, del
gerente de operaciones fraccionamiento, también una sala de reuniones
y un comedor para el personal que elabora dentro de esta planta.
Objetivos del departamento (Operaciones)
Realizar el fraccionamiento de los Líquidos del Gas Natural,
controlando variables de nivel, presión y temperatura, para obtener
los productos con la calidad requerida por los clientes.
Garantizar el fraccionamiento, almacenaje y el despacho de los
Líquidos del Gas Natural, para lograr el cumplimiento del
pronóstico de producción establecido.
Velar por el cumplimiento de las normas de seguridad industrial,
higiene ocupacional y ambiente que permitan garantizar las
condiciones de trabajo adecuadas.
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ORGANIGRAMA DEL DEPARTAMENTO DE
OPERACIONES
Figura 4. Organigrama de la estructura de la Gerencia de
Fraccionamiento (2014). Elaboración propia.
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NOMBRE DEL JEFE DEL DEPARTAMENTO (OPERACIONES)
Ing. Emmanuel Alvarado Supervisor Mayor de Fraccionamiento.
DESCRIPCIÓN DEL DEPARTAMENTO DONDE SE DESARROLLÓ A
PRÁCTICA PROFESIONAL (OPERACIONES)
La Súper intendencia de Fraccionamiento se encuentra
estructurada por un Ingeniero de Operaciones, Supervisor Mayor de
Fraccionamiento, del cual derivan los Supervisores de Guardia,
panelistas, auxiliares de plantas eléctricas y operadores; y un Técnico
Mayor de Poliductos y Operadores; cada uno de ellos se complementan
para garantizar el fraccionamiento de los Líquidos del Gas Natural y la
calidad de los productos requerida por los clientes.
FUNCIONES DEL DEPARTAMENTO (OPERACIONES)
El departamento de operaciones fraccionamiento tiene como
función el fraccionamiento de los Líquidos del Gas Natural, controlando
variables de nivel, presión y temperatura, para obtener como productos
finales Propano, Normal-Butano, ISO-Butano, Gasolina Natural y Nafta
Residual con la calidad requerida por los clientes, siempre cumpliendo
con las exigencias en materia de Seguridad Industrial, Salud e Higiene
Ocupacional y Ambiente de PDVSA, garantizando la eficacia del Sistema
de Gestión de la Calidad y la mejora continua de los procesos.
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AREA DE ATENCIÓN
Área 270 de Fraccionamiento y Despacho José. Está conformada
por cuatros trenes de fraccionamientos (A, B, C, y D). Llamados trenes de
proceso. Los trenes(A, B, y C). Pertenecen al área 270, mientras que el
tren (D) pertenece al área 200, este tren es independiente también cuenta
con Despropanizadora, Desbutanizadora, Separadora de Butanos,
Fraccionadora de Gasolina, Tratadores de Propano, Sistema de Aceite
Caliente, Sistema de Gas Combustible, Hornos, Aéreos-enfriadores y Sala
de Control, con una capacidad de fraccionar 50 mil barriles por día (50
MBBLD), en el cual fraccionan los líquidos del gas natural en
componentes como: Propano(C3), Iso-Butano(I-C4), Normal-Butano(N-
C4), Pentano(C5), Gasolina Natural(C6), y Nafta Residual (C7+), todos
estos productos se enfrían y su objetivo final es su almacenamiento y
despacho. El sistema de Aceite Caliente es una de las principales fuentes
de energía de la Planta de Fraccionamiento y Despacho José, es el
encargado de distribuir, generar y recuperar calor para el área de
fraccionamiento, provee todo el calor necesario a los distintos equipos
pertenecientes al sistema, posee un tambor principal o tanque pulmón
D8.71101 opera a una presión aproximada de 5 psig de (144” pulgadas
de diámetro) (48’ pies de longitud) el cual conecta dos a través de dos
tomas diferentes con el fin de prevenir desbalances en la líneas de
distribución del mismo. Dicho Aceite que sale de este tambor es
succionado por tres bombas de recirculación(D3.71101/02/03) de las
cuales dos se encuentran en funcionamiento y la otra en reserva, además
se dispone de tres filtros D11.71101/02/03, por los cuales pasará el 10%
del Aceite entre gado al sistema. Solo dos de los filtros estarán en
servicio, mientras que el tercero estará en reserva. Se proveen
indicadores de presión diferencial (PDI-71166/68/80) en cada filtro para
mantener informado al operador de cuando es necesario cambiar los
cartuchos de los filtros.
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Este cambio debe hacerse cuando la presión diferencial llega a 7-
10 psig. También se posee una línea de caudal mínimo que vuelve al
tanque pulmón para proteger a las bombas en caso de que tengan que
operar por debajo del caudal mínimo, este caudal se controla a 2500 GPM
por medio de la válvula FV-71124. Existen dos cabezales principales que
corren de norte a sur y son las líneas de 16” pulgadas CD-71150 y CD-
71151, que distribuyen y colectan el aceite caliente hacia y desde las
fuentes de calentamiento y usuarios del proceso.
La cantidad requerida por los usuarios del proceso, es provista por
dos unidades de recuperación de calor residual (D1.71101/02) de los
gases de escapas de la turbinas de los generadores eléctricos (área 270),
tres unidades de recuperación de calor residual de los gases de escapes
de las turbinas de los compresores del área de almacenamiento (área
380), y tres hornos de fuego directo. El sistema de Aceite Caliente es
común tanto para el tren “A” (área 250) como para el tren “B” (260). La
cantidad de calor requerida por ambos trenes de fraccionamiento es de
214 MMBTU/HR, de las cuales aproximadamente 128 MMBTU/HR se
obtienen por recuperación de calor residual y los restantes 86 MMBTU/HR
son proporcionados por los hornos de fuego directo D1.71108/09/10.
Aunque normal mente se usan dos de estos hornos. El caudal de Aceite
(FIC-71107) que pasa al horno (D1.71109) está fijado por el controlador
de presión PIC-71165 ubicado en el cabezal de aceite a 450°F. Hay un
controlador de temperatura (TIC-71115/19/25) que ajusta el caudal de gas
combustible que se quema en los hornos.
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CAPÍTULO III
PROCESO DE LAS ACTIVIDADES DE PASANTIAS
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SOPORTE TECNICO
El Gas Natural
El gas natural es una mezcla homogénea, en proporciones
variables de hidrocarburos parafínicos, con cantidades menores de gases
inorgánicos, como el nitrógeno, el dióxido de carbono y pequeñas
porciones de compuestos de azufre. Estos últimos, impurezas resultantes
de la materia que lo origina y del ambiente mineral y marino en que se
forma, pueden ocasionar verdaderos problemas operacionales. El
componente principal del gas natural es el metano, cuyo contenido varía
generalmente entre 60% y 90% en volumen. Contiene también etano,
propano, butano y componentes más pesados en proporciones menores y
decrecientes.
Líquidos del Gas Natural (LGN)
Estos componentes del gas natural son líquidos a temperatura y
presión normal y pueden ser fácilmente extraídos en su forma líquida. Los
líquidos del gas natural, representan el producto principal de la extracción
del LGN, el cual es una mezcla de los distintos hidrocarburos presente en
su extracción estos componentes, son: Etano, Propano, Butano, Pentano
y Gasolina, que de acuerdo a su composición pueden ser clasificados
acorde con su presión de vapor, como líquidos de presión de vapor baja,
intermedia y alta (condensados, gasolina natural y gas licuado de petróleo
respectivamente) El metano y etano no son clasificados como líquidos del
gas natural, ya que ellos deben ser licuados a bajas temperaturas, pero el
propano, butano, pentano, hexano y heptano son licuados fácilmente.
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Sistema Alimentación de LGN (c)
Este sistema de alimentación proviene de las plantas de extracción
del LGN, llegan a la planta a través de unos poliductos y luego son
almacenadas en 8 balas D8.70901/02/03/04/05/06/07/08. De capacidad
de diseño de 1008 barriles por día (1008.MBBLD), luego es precalentada
por cinco intercambiadores de calor colocados en paralelo, que sirven
como enfriadores de los productos Propano D2.50511, normal-Butano
D2.50501/10, iso-Butano D2.50612 y pentano D2.50616; en este
precalentamiento el liquido del gas natural aumenta su temperatura desde
91°F hasta 109°F, se sigue calentando a 131°F en el condensador de
reflujo de la fraccionadora de Gasolina D2.50619 mediante el
subenfriamiento del producto Gasolina Natural y finalmente es calentada
a una temperatura de 186°F en el intercambiador complementario de
alimentación a la planta D2.50503.
Este sistema de alimentación también consta de cuatros trenes de
fraccionamiento (A, B, C, y D), cada uno tiene una capacidad de
almacenar 50.000 barriles por día, (50.MBBLD).
Despraponizadora
Es la torre más sencilla desde el punto de vista de diseño y de
operación consta de un diámetro de 12’-6’’ y 50 bandejas o platos el LGN,
precalentado alimenta a la Despropanizadora D8.50504 a una
temperatura de 186°F y de 262 psig en el plato Nº 23 con un flujo
volumétrico de liquido de 1,175 GPM y de vapor de 22,11 MMSCFD, con
una gravedad especifica de 0,4738 y peso molecular de 49,37.
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Intercambia calor con los productos de la corriente del LGN en el
intercambiador complementario, se le dice así ya que este complementa
la temperatura de 186°F, entrada a la primera torre, a la altura de la
bandeja N°17, Donde la corriente de propano se evapora a un 30%.
El otro excedente que queda en la torre se va a calentar con el
Rehervidor de la Despropanizadora D2.50507 este Rehervidor recibe
Aceite Caliente a una temperatura de 490°F la cual produce una
expansión y separación de los vapores de propano hacia el tope de la
Despropanizadora, dicha separación ocurre en el plato Nº 41 a una
temperatura de 225°F esto ocurre para que el propano que este en el
fondo de la torre no suba y así evitar que no allá una contaminación de
este propano.
La Despropanizadora D8.50504 produce propano con una calidad
mínima de 96% por volumen de líquido de propano y el producto de fondo
contiene por debajo del valor límite de 0,55% volumétrico.
Desbutanizadora
La corriente del fondo que sale de la Despropanizadora D850504
es la alimentación a la Desbutanizadora D8.50606, mediante la cual el
vapor se vaporiza parcialmente mediante una válvula de control de flujo a
257°F y luego se precalienta en el calentador de la alimentación
D2.50621 en este equipo se es vaporizada aproximadamente a una
temperatura de 50,66% para luego alimentar a la Desbutanizadora
D8.50606 en el plato Nº 19. Los Butanos se separan en el tope de la torre
y se usan como alimentación en la Separadora de Butanos D8.50608. El
producto pentano, con una pureza mínima de 80% por volumen de
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líquido, se obtiene del plato Nº 35 como corriente lateral y el producto de
fondo es enviado a la Fraccionadora de Gasolina D8.50611.
Separadora de Butanos
La alimentación de la separadora de Butanos D8.50608 proviene
del Acumulador de Reflujo de la Desbutanizadora D8.50607, a caudal
controlado. Según el diseño, la ubicación de la alimentación es en el plato
N°38; sin embargo, se han provistos dos ubicaciones alternas en los
Platos Nº 34 y 44, a fin de facilitar el fraccionamiento de la alimentación
con distintas proporciones de Iso-Butanos, Normal-Butanos. Esta torre
está provista de 80 platos de cuatro pasos y la presión de operación es de
90 psig. La cantidad de calor necesaria adicional está provista por el
Rehervidor de Aceite de la Separadora de Butanos D2.50613.
El caudal de Aceite para calentamiento se controla con la diferencia de
temperatura entre el plato Nº 53 y en el fondo de la torre.
Fraccionadora de Gasolina
La Fraccionadora de Gasolina D8.50611 recibe la alimentación
desde el fondo de las Desbutanizadora D8.50606 para luego obtener
como producto de tope Gasolina Natural y como producto de fondo Nafta
Residual. La Gasolina tiene un punto final de 410°F máximo, una presión
de vapor Reíd de 10 psia máxima a 100°F y un color saybolt de +30
mínimo; la calidad del producto se controla por el color. Esta torre está
provista de 18 platos reales, con un solo paso, es la torre más pequeña
del sistema de fraccionamiento.
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El precalentador de la alimentación del producto de fondo de la
Desbutanizadora se realiza con la corriente de fondo de la Fraccionadora
de Gasolina en los intercambiadores en los Intercambiadores de Calor
D2.506171/2. Las Bombas de Fondo D3.50612/13 mantienen un caudal
de 472 GPM hacia el horno. El producto de fondo de la Desbutanizadora
D8.50606 se vaporiza bajo control de nivel aproximadamente a 30 psig,
antes de entrar a la fraccionadora de gasolina en el plata Nº 13 la
alimentación pasa casi isotérmicamente por los intercambiadores de
productos de fondo de la Fraccionadora de Gasolina D2.50617.1/2,
donde ocurren más vaporización.
Sistema de Aceite Caliente (c)
Todos los requerimientos de calentamiento de los procesos
productivos que tienen lugar en la planta de fraccionamiento se
suministran mediante un sistema cerrado por el que circula el llamado
“Aceite Caliente”. Dichos requerimientos son para los servicios de los
siguientes equipos: Calentador Complementario de la Alimentación de la
Planta D2.50503, Rehervidores de la Despropanizadora D2.50507,
Desbutanizadora D2.50609, Separadora de Butanos D2.50613 y el
Precalentador de la Alimentación de la Desbutanizadora D2.50621. Una
parte del calor suministrado al Sistema de Aceite Caliente proviene de las
Unidades de Recuperación de Calor Residual de los gases de escape de
las turbinas, el resto del calor se agrega por medio de tres Hornos de
fuego directo D1.71108/09/10.
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Descripción del Proceso de Fraccionamiento
Los líquidos del gas natural (LGN) que llegan a la planta de
Fraccionamiento y Despacho José, a través de dos poliductos de 16” de
diámetro, provenientes de San Joaquín – José y Santa Bárbara – José,
se distribuyen simultáneamente en ocho recipientes horizontales
denominados tambores acumuladores o balas de almacenamiento. Los
líquidos (LGN) son separados en propano, iso-butano, normal-butano,
pentano, gasolina natural y nafta residual en cuatro trenes de
fraccionamiento (“A”, "B", “C” y “D”), cada uno con una capacidad de
diseño de 50.000 barriles por día, (50MBBLD). El proceso consiste en una
destilación en serie a través de cuatro torres por tren y está basado en las
diferencias de puntos de ebullición de los componentes de la
alimentación. El LGN es bombeado desde las balas de almacenamiento a
una temperatura de 91°F, hasta un sistema de precalentamiento
compuesto por intercambiadores de calor en paralelo.
Este sistema contribuye al ahorro de energía debido a que la
temperatura relativamente baja de la alimentación de entrada permite sub-
enfriar los productos de la planta antes de enviarlos al área de
almacenaje, reduciendo de este modo la potencia de refrigeración en el
sistema de almacenaje refrigerado, y a su vez, la alimentación se
precalienta para alcanzar la temperatura requerida de entrada a la torre
Despropanizadora. Seguidamente, se dirige a la torre Despropanizadora,
la cual está diseñada con 50 bandejas y produce propano con una pureza
de 96% en volumen de líquido.
El producto del fondo de la Despropanizadora sale de la torre a una
temperatura de 257 °F y se envía al precalentador de la alimentación de
la Desbutanizadora, desde allí se dirige al plato Nº 19 de la torre.
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Todos los butanos se separan por el tope de esta columna de 50
bandejas y se usan como alimentación de la separadora de butanos, la
cual consta de 80 bandejas y es la más alta de la planta, esta columna
separa la alimentación en iso-butano que sale en el tope (96% de pureza
mínima) y normal-butano en el fondo (96% de pureza mínima). Por una
corriente lateral (bandeja 35) de la torre Desbutanizadora sale pentano,
con una pureza mínima de 80% por volumen de líquido. Por el fondo, sale
una corriente de pesados que se dirige hacia la fraccionadora de
Gasolina, la cual es la última y más pequeña de las torres del tren de
fraccionamiento, tiene 18 bandejas y su objetivo es obtener gasolina
natural por el tope y nafta residual por el fondo respectivamente, tal como
se muestra en la figura 5.
Figura 5 Proceso Productivo de Alimentación de la Planta.
PDVSA GAS.
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Descripción del Sistema de Aceite Caliente
La cantidad de calor requerida por los trenes de proceso “A y B” de
fraccionamiento es provista por un sistema de Aceite para Calentamiento,
o “Sistema de Aceite Caliente, lo cual proporciona todas las necesidades
de calentamiento de la Planta de Fraccionamiento y Despacho José. El
sistema de Aceite Caliente se ha considerado como uno de los servicios
más importante de la empresa y fue diseñada como una unidad común
para satisfacer los requerimientos de calor para ambos trenes de proceso,
el Aceite que sale desde el tambor pulmón (D8.71101), o pulmón de
Aceite Caliente, opera a 5 psig, para ambos trenes con una presión
suministrada por un colchón de gas, o gas de manta que proporciona una
presión positiva en el equipo, posee tres filtros de Aceite Caliente
D11.71101/02/03; donde descargan el Aceite hacia las instalaciones de
calentamiento, este aceite es succionado por tres bombas
(D3.71101/02/03), con capacidad de presión de descarga de 150 PSIG
estas a su vez lo mandan a unos Hornos de fuego directo (D1.71108,
09,10), estos Hornos llamados pico de botellas lo calienta por medio de
unos quemadores y por radiación o por ondas electromagnéticas va a
calentar o darle la temperatura mediante un haz tubular al aceite.
Esto pasa por permisivo por unas válvulas de reflujo en
condiciones normal de 750 GPM, entra por la zona de convención y salen
por la zona de radiación, este aceite se calienta en el fondo de la torre por
medio de los quemadores que se encuentran internamente en el horno
este as tubular va adherido o pegado a la pared de dicho horno por donde
pasa este aceite que en condición normal sale a 490°F, alimentando al
primer cabezal al Rehervidor de la Despropanizadora (D2.50507), y al
Rehervidor de la Desbutanizadora (D2.50609).
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El Aceite Caliente que sale de estos Rehervidor se combina y la
temperatura resultante es de 343 °F y es la que sirve para el segundo
cabezal, alimenta a los Rehervidores de las separadoras de Butanos,
precalentadores complementarios de LGN y precalentador de la
alimentación de la Desbutanizadora. También contamos con dos sistema
de recuperación de calor llamados turbo generadores y turbo
compresores del área 270 donde se genera la propia energía que se
consume, mediantes las turbinas de un turbo generador la cual es una
turbina que transforma la energía mecánica a energía eléctrica, estas
turbinas son a gas, lo que hace que la empresa produzca su propia
energía y así se alimentan internamente. Para que las turbinas cumplan
su función es indispensable que ocurra mediante un fenómeno llamado el
triángulo del fuego debido al combustible, a la inyección y el oxígeno, el
aire que se toma del medio ambiente está compuesto de oxigeno estos
pasan por medio de unos filtros así eliminar las impurezas, este sistema
comprime las chispas que se generan por medio de una caja de bujías el
cual proporciona la inyección o explosión de esa turbina, estas turbinas
giran a 5100 RPM, generando choques magnéticos y proveyendo la
energía eléctrica, esta combustión generan muy altos vapores y en vez de
expulsarlas al medio ambiente, se le inyecta una línea de aceite caliente y
recupera calor de esos vapores y generando la energía que se consume y
regresándolos a los trenes de proceso.
Desde el tambor pulmón, se envían hacia las instalaciones de
calentamiento conformadas por: dos unidades de recuperación de calor
residual (D1.71101 y D1.71102) de los gases de escape de las turbinas
de los generadores eléctricos, cinco unidades de recuperación de calor de
los gases de escape de los turbocompresores de refrigeración del área
380, en este sistema se encuentran cinco recuperadores de calor
(D1.81001; D1.81002; D1.81003; D1.81004; D1.81005), los cuales se
32
encuentran asociados a los cinco turbocompresores (D4.8181001;
D4.81002; D4.81003; D4.81007; D4.81008).
Figura 6. Esquema del Sistema de Aceite Caliente de los Trenes
“A” y “B” de la Planta de Fraccionamiento y Despacho José.
33
Descripción de Los Equipos que intervienen en el Sistema de Aceite
Caliente y su Capacidad de Diseño
El sistema de Aceite caliente proveerá todo el calor necesario para
los trenes de proceso a través de los equipos asociados al Sistema de
Aceite caliente estos equipos son:
Tambor de Compensación (D8.71101)
Este tambor opera aproximadamente a 5 psig, esta presión es
suministrada por un colchón de gas que va desde el primer cabezal de
gas combustible a baja presión, si esta presión empieza a subir debido a
una falla de la válvula de control del colchón de gas (PV-71148) o la
acumulación de hidrocarburos livianos debido a los escapes en los
Rehervidores, todo el exceso de vapores se enviaran al Mechurrio de
Servicio mediante la válvula de control (PV-71150) a 20 psig. Este tambor
de Compensación D8.71101 de Aceite Caliente posee dos conexiones
separadas para la línea de retorno de los usuarios de los trenes A y B.
Estas conexiones evitaran el desbalance de presiones debido a
consumos diferentes en cada tren.
Presenta su capacidad de diseño las cuales son:
Dimensiones: 144” D.I. x 48’-0” S–S.
Condiciones de operación: 5 psig @ 266°F
Condiciones de diseño: 75 psig @ 650°F
34
Bombas de Recirculación (D3.71101/02/03)
Estas bombas succionan desde el tambor de compensación de
Aceite Caliente (D8.71103) y bombean el aceite hacia las instalaciones
para calentamiento, utilizan dos bombas operando al 50% cada una,
mientras que la tercera se mantiene en reserva. La temperatura normal
de bombeo es de 266°F, una corriente lateral se mide mediante el orificio
de flujo FO-71136, Con una capacidad máxima de 700 GPM y pasa por
los Filtros de Aceite Caliente D11.71101/02/03.
Su capacidad de diseño es:
Marca thyssen, modelo 6x22 SVN una etapa. Voluta doble, impulsor
simple en cantiliver o voladizo.
Caudal: Normal= 2.836 GPM @ P.T.ΔP:128 PSIG
Diseño = 3.354 GPM (3-50%) Para cada una.
Cabezal diferencial: 125 PSI.
Presión = 285ft (108 psi)
Potencia del Motor: 400 HP @ 1800 RPM.
Filtros de Aceite Caliente (D11.71101/02/03)
Estos filtros son los encargados de eliminar las impurezas que
puedan existir en el Sistema de Aceite Caliente mediante la succión de las
bombas de dicho sistema, para luego retornarlas al tambor de
compensación (D8.71103). Solo dos de estos Filtros se encuentran en
servicio mientras que el tercero esta en reserva, los indicadores de
Presión Diferencial (PDL-71180/68/66) se han provistos en cada filtro para
prevenir al operador de realizar cambio en los carretes de los internos de
35
los filtros. Este cambio debe hacerse cuando el diferencial de presión sea
de 7 a 10 psig. Existen unas líneas de retorno por flujo mínimo hacia el
tambor para proteger las bombas operando por debajo del caudal de
bombeo mínimo a 950 GPM, mediante un controlador indicador de flujo
(FIC-71124).
Estos filtros poseen una capacidad de diseño:
Capacidad de diseño: 350 GPM
Condiciones de operación: 117 psig @ 272°F
Condiciones de diseño: 150 psig @ 550°F (3-50%) Para cada uno
Horno de Aceite Caliente (D1.71108/09/10)
Una parte del calor suministrado al Sistema de Aceite Caliente
proviene de las unidades de Recuperación de calor de residual
(D1.71101/02) de los gases de escapes de las turbinas de gas, el resto de
este calor lo proveerá los tres Hornos de Fuego Directo (D1.71108/09/10).
La temperatura que sale del Aceite que sale de las diferentes unidades de
recuperación de calor se mantendrá en 490°F mediante un controlador de
temperatura que reajusta al caudal de aceite caliente que entran a cada
una de estas unidades. El balance de calor se cierra y la temperatura que
sale de los Hornos a fuego directo se mantenga a 490°F y ajustando
proporcionalmente el caudal de gas combustible, el caudal (FIC-71106)
hacia el Horno D1.71108 se reajusta mediante el controlador de presión
(PIC-71165) situado el cabezal de 490°F. Los controladores de
temperatura TIC-71115, TIC-71119 y TIC-711123, situado en la línea de
salida de cada Horno, ajustara en caudal de gas combustible que se
quema en los Horno.
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Su capacidad de diseño es:
Hornos de seis pasos- quemadores marca John zink, modelo HEVD.
Carga térmica de diseño: 165 MMBTU/H Total de diseño
Condiciones de operación (salida): 64 psig @ 490°F
Condiciones de diseño: 150 psig @ 550°F
Fabricante – heat Research corporación
DESCRIPCIÓN DE LOS RESULTADOS POR DEPARTAMENTOS O
ÀREAS
Departamento de Operaciones
En este Departamento de Operaciones se lleva a cabo el control de
todos los Equipos asociados al proceso de Fraccionamiento,
Refrigeración, Almacenaje y Despacho de los productos que son
fraccionados en la planta; este departamento aprendí acerca del panel de
control, sus funciones y sus variables de control que intervienen en el
proceso de fraccionamiento tales como la temperatura, la presión, el flujo
y el nivel, estos parámetros son importantes porque determinan la calidad
del producto fraccionado.
Área 270
Esta área cuenta con cuatro trenes de fraccionamiento, la cual
cada tren tiene una capacidad de 50 MBPD, los resultados obtenidos en
esta área fueron favorables para entender el proceso de fraccionamiento
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generando así un aprendizaje continuo de los parámetros y equipos que
se encuentran en cada tren de fraccionamiento.
Área 250 (Tren “A” de Fraccionamiento)
Aquí se encuentra el Tren “A” de fraccionamiento, la cual tiene
una capacidad de 50 MBBLD, pero este tren estaba fuera de servicio por
lo cual solo se realizó una inspección de los equipos que intervienen en el
proceso. Dando como resultado la obtención de información acerca de
sus partes y funciones. Perteneciente al tren “A” se encuentra el área de
compresores, que brindan el aire para los instrumentos, luego esa señal
eléctrica es convertida en señal neumática para llevar un control desde el
panel y ayudar a mantener la comunicación entre la sala de control y el
área de fraccionamiento; de igual manera también le está a cargo de los
turbo generadores que brindan de energía eléctrica a toda la Planta de
Fraccionamiento y Despacho José.
Área 260 (Tren “B” de Fraccionamiento)
Esta es el área del tren “B”, aquí se realizó un recorrido por el tren,
ver y conocer los detalles el proceso de fraccionamiento de los Líquidos
del Gas Natural, se obtuvo conocimientos acerca de los equipos tanto
estáticos (tambores, torres) como rotativos (bombas); en este tren el
operador de campo se encarga de velar por el buen funcionamiento de las
variables de control asociadas a los tambores de almacenamiento, los
tambores de aceite para calentamiento o aceite caliente.
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NORMAS INTERNAS DE PDVSA GAS
Normas de plan de jubilación en dad de ingreso entre 45 y 54 años.
Permisos de ausencias.
Normas de vacaciones.
Normas de viajes de trabajos.
Manuales de normalización técnica corporativa.
MANUALES OPERACIONALES
Manual de filosofía operacional tren a y b fraccionamiento. Covenin
iso-9001.
Manual filosofía de operacional tren c fraccionamiento. Covenin iso-
9001.
Manual de filosofía operacional tren d fraccionamiento. Covenin
iso-9001.
39
ACTIVIDADES REALIZADAS
DESCRIPCION POR SEMANAS DE LAS ACTIVIDADES EJECUTADA
A continuación se presenta una explicación más detallada acerca
de las actividades realizadas en cada semana durante el desempeño
laboral en el área de la planta de fraccionamiento y despacho de José
(PDVSA GAS) Barcelona estado Anzoátegui.
SEMANA N° 1 (DESDE EL 23/11/2015 HASTA EL 27/11/2015)
En esta primera semana se inició a la firma de contrato, para todos
los pasantes, entrega de dotaciones como: braga, bota, lente, guate. Se
realizó la charla de seguridad industrial higiene ocupacional dictada por el
gerente del departamento (S.I.H.O) donde se habla del posible riesgo que
pudieran presentarse en la planta de fraccionamiento y despacho de
José. (PDVSA GAS).
También mi tutor empresarial me dio una breve charla acerca el
proceso del líquido del gas natural, como es la separación de los
diferentes productos que son fraccionados, como lo son: propano, iso-
butano, normal-butano, pentano, gasolina natural y nafta residual. Una
vez de ser fraccionados son enviados al área de almacenamiento para
luego despacharlo.
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SEMANA N° 2 (DESDE EL 30/11/2015 HASTA EL 04/12/2015)
Durante esta semana fui en busca de información en el
departamento de administración donde se encuentra ubicado un centro de
información técnico (C.I.T) allí encontré manuales operacionales, estudios
realizado en planta, planos de proceso de fraccionamiento y despacho de
José, por medio de los manuales pude encontrar mucha información
donde se describen todos los proceso de los trenes (a, b, c, d), de cómo
se fracciona los líquidos del gas natural(LGN) en los productos de
propano, normal butano, iso butano, pentano, gasolina natural, nafta
residual. También se realizó una pequeña inducción en el panel de control
donde me explicaban como manejaban o monitoreaba cada tren de
proceso, cada tren tiene su panel de control.
SEMANA N° 3 (DESDE EL 07/12/2015 HASTA EL 11/12/2015)
Se realizó un recorrido al área de 270 de los trenes de proceso A
y B de la planta de fraccionamiento y despacho de José. Donde el
operador del área me explican detalladamente el proceso del líquido del
gas natural desde que lo extraen de las planta de extracción, hasta que es
almacenado y transportado en los buques para la exportación de la
nación.
Durante esta semana también se procedió a la toma de muestra
de cada uno de los productos fraccionados en el proceso, una vez
tomando la muestra es llevado al laboratorio para analizarlo y así saber
cuál es la calidad de los productos.
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SEMANA N° 4 (DESDE EL 14/12/2015 HASTA EL 18/12/2015)
Durante esta semana se recorrió en el área de los trenes de
proceso A y B, donde se encuentra ubicado el área del sistema de
aceite caliente, allí el operador del área describe todo el proceso del
sistema, para así saber cuál es la función del aceite caliente, y pude
destacar que es utilizado como refrigerante para aumentarle la
temperatura al producto (LGN). Así mismo pude destacar que este
sistema es un ciclo cerrado.
También se detalló que todos los equipos tienen un tag diferente
que los identifica.
SEMANA N° 5 (DESDE EL 21/12/2015 HASTA EL 23/12/2015)
en esta semana se visitó el área del sistema de aceite caliente en
compañía de los operadores de los trenes a y b, donde me identifican los
diferentes equipos que intervienen en el sistemas, así mismo me explican
la función que hace cada uno de estos equipos los cuales son: tambor de
compensación, bombas, filtros y hornos.
También se recorrió el área del tren c. donde el operador del tren c
me explica el proceso del líquido del gas natural (LGN). Así mismo me
explica la diferencia del tren c a los otros trenes (a y b). La diferencia es
que este tren c es más actualizado y mejorado, que los otros trenes de
proceso. Pero todos hacen la misma función que es fraccionar los
productos.
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SEMANA N° 6 (DESDE EL 28/12/2015 HASTA EL 30/12/2015)
Durante esta semana se le hizo una evaluación a los diferentes
equipos asociados al sistema de aceite caliente de los trenes de proceso
a y b de la PDFDJ, los cuales son: 1 tambor de compensación de aceite
caliente, 3 bombas de circulación de aceite caliente, 3 filtros de aceite
caliente y 3 hornos de aceite caliente; para saber en qué condiciones
están los equipos mencionados, los cuales presentan corrosiones, fisuras,
entre otros.
Se hizo un recorrido al área del sistema de los turbos generadores,
el sistema está compuesto de una serie de equipos entre ellos dos
turbinas que se encarga de generar energía eléctrica a toda la planta.
SEMANA N° 7 (DESDE EL 04/01/2016 HASTA EL 08/01/2016)
En esta semana se determinó las características de los equipos
involucrados en el sistema de aceite caliente, para saber cuál es la
capacidad de diseño en que trabaja los equipos del sistema.
Se visitó el área de almacenamiento (380), este área se encarga de
almacenar los productos fraccionados, en los tanques refrigerados se
almacena propano, iso-butano y normal-butano; en las esferas
presurizadas se almacena iso-butano, normal-butano, pentano y en los
tanques atmosféricos se almacena gasolina natural y nafta residual.
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SEMANA N° 8 (DESDE EL 11/01/2016 HASTA EL 15/01/2016)
Para esta semana se culminó con el estudio del sistema caliente,
así mismo termine con la elaboración del informe de pasantía.
Se procedió a la revisión del informe por el tutor empresarial donde me
hizo una serie de pregunta de la planta de fraccionamiento y despacho de
José. Luego que respondí correctamente la pregunta me firmo y sello el
informe de pasantía.
Fui a PDVSA GAS en Barcelona, donde me hicieron de entrega de
la carta de culminación para luego llevarlo al instituto universitario de
tecnología de administración industrial (IUTA).
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CONCLUSIONES
Se analizó el proceso de fraccionamiento de los Líquidos del Gas
Natural de la Planta que llegan a través de los poliductos de San
Joaquín, Santa Bárbara y Jusepín.
Se inspeccionó al área de operaciones para verificar el estado del
sistema de aceite caliente.
Se analizaron los equipos involucrados en el sistema de aceite
caliente del tren “A” y “B”, los cuales cumplen con el calentamiento
requerido para los diversos usuarios o servicios de los trenes.
Se describieron los equipos que intervienen en el sistema de aceite
caliente y su capacidad de diseño para obtener sus parámetros de
calidad.
Se elaboró una tabla con las características de diseño e
instrumentación de los equipos involucrados determinando que las
propiedades físico químicas no son las mismas de diseño.
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RECOMENDACIONES
Programar mantenimientos preventivos a los equipos que conforman
el sistema de Aceite Caliente de los trenes de procesos de la Planta
de Fraccionamiento y Despacho Jose.
Estudiar el funcionamiento de toda la instrumentación del sistema de
Aceite Caliente de dichos trenes de procesos así como los
recuperadores de calor, con la finalidad de determinar que las mismas
no estén excediendo su capacidad de diseño.
Realizar pruebas al Sistema de Aceite Caliente para ver sus posibles
deficiencias en cuanto a sus propiedades físico químicas.
Realizar periódicamente evaluaciones del Sistema de Aceite Caliente
con la finalidad de llevar un control de las condiciones de operación y
de las temperaturas de diseño.
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Anexo #1. Planta de proceso del área 270.
Anexo #2. Condensadores de Propano, Butano y Pentano.
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Anexo #3. Filtros del sistema de aceite caliente.
Anexo #4. Bomba de circulación del sistema de aceite caliente.
48
Anexo #5. Tambor de Compensación del Sistema de Aceite Caliente.
Anexo #6. Intercambiador de la Separadora de Butano.
