“IMPLEMENTACIÓN DE BALANCE DE MATERIA EN LÍNEA PARA LA UNIDAD DE CRACKING CATALÍTICO EN ENAP REFINERÍA ACONCAGUA”

Abstract

This work describes the development and online implementation of the material and energy balances for the Catalytic Cracking unit in the ENAP Refinery Aconcagua. From the analysis of the measurements in the plant, it was determined that enough information is available for the resolution of the material and energy balances. This procedure allows obtaining relevant results related to the process, such as: corrected volumetric flowrates, mass flowrates, amount of generated coke, corrected conversion, products yields, cat/oil ratio, catalyst circulation rate, delta coke, among others. The implementation of the balances allows selecting different time intervals to calculate the indicators described above, in order to have a tool that helps the analysis of the operation of the Catalytic Cracking unit. The tool developed has been used to evaluate different operation conditions: - An analysis of the naphtha feed to the Riser shows that, on average, 39,1% of this naphtha is cracked in the process. This has generated a loss of 3.074.219 [𝑈𝑆𝐷] between January and October of 2015. - The impact of the preheating temperature of the feed to the Riser was analyzed. The results show that a higher temperature has a negative impact on variables such as conversion and gasoline yield. It was estimated an economic loss of 2.160 [𝑈𝑆𝐷/𝑑], associated with the decrease of gasoline produced, per every Celsius degree that the feed temperature is increased. - The impact of a maintenance detention produced in 2014 was studied. The results show that the maintenance improved the results of variables such as catalyst circulation rate, cat/oil ratio, regenerator efficiency and delta coke. Also, it was determined that the variability in the analyzed variables was reduced in 32,4% with respect to the operation before the mateinance. This can be related to the higher operational stability of the unit. Finally, the results of the material and energy balances were implemented in the PI System, allowing real-time availability for these variables.En la presente memoria de titulación se presenta el desarrollo e implementación de los balances de materia y energía para la unidad de Cracking Catalítico, en ENAP Refinería Aconcagua. A partir del análisis de medidas disponibles en planta, se ha determinado que existe redundancia suficiente para resolver los balances de materia y energía. Mediante este procedimiento es posible estimar resultados relevantes del proceso. Entre estos resultados se destacan flujos volumétricos corregidos, flujos másicos, cantidad de coque generado, conversión corregida, rendimiento por producto, relación cat/oil, razón de circulación de catalizador, delta coque, entre otros. La implementación del sistema permite seleccionar diferentes intervalos de tiempo para el cálculo de los indicadores antes descritos, con el objetivo de disponer de una herramienta que ayude al análisis de la operación de la unidad de Cracking Catalítico. La herramienta desarrollada se ha utilizado para analizar distintas condiciones de operación: - Del análisis de la nafta alimentada al Riser, se observó que en promedio un 39,1% se craquea en este proceso, lo cual generó una pérdida de 3.074.219 [𝑈𝑆𝐷] solo entre enero y octubre del año 2015. - Para el análisis del impacto de la temperatura de ingreso de la carga al Riser, se determinó que una mayor temperatura de precalentamiento incide negativamente en variables como la conversión y el rendimiento de gasolina. A partir de esto se estimó una pérdida económica de 2.160 [𝑈𝑆𝐷/𝑑], asociada a la disminución de gasolina producida, por cada grado centígrado que aumenta la temperatura de carga al Riser. - En relación al análisis del impacto que tiene una detención por mantenimiento en la operación, se determinó que para el año 2014, la mantención significó una mejora en la circulación de catalizador, relación cat/oil, eficiencia del Regenerador y delta coque. También se obtuvo un 32,4% menos de variabilidad en las variables analizadas, lo cual se relaciona con una mayor estabilidad operacional de la unidad de Cracking Catalítico. Finalmente se implementaron los resultados de los balances de materia y energía en el Sistema PI, permitiendo de esta forma realizar un seguimiento en tiempo real para todas estas variables.