Presentacion agitador p43 para tanques de hidrocarburos [modo de compatibilidad]
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  • Buenas tardes,estoy realizando un proyecto en mi universidad acerca de este tanque agitador, quisiera saber a que se refieren con tk´s
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Presentacion agitador p43 para tanques de hidrocarburos [modo de compatibilidad] Presentacion agitador p43 para tanques de hidrocarburos [modo de compatibilidad] Presentation Transcript

  • PRESENTACION - AGITADOR A CHORRO P43 “ROTARY JET MIXER” ELIMINACION DE LODOS, HOMOGENEIZACION Y MEZCLA DE PRODUCTOS
  • INTRODUCCION Y REFERENCIAS • Sintemar – Distribuidor exclusivo autorizado P43 en España desde el año 82 • 120 agitadores instalados en España en Repsol-YPF, BP, Cepsa • 2009 – Sintemar nombrado distribuidor en Latinoamérica del agitador P43 • Propietario Tecnología-Fabricante: Veolia Environmental Services UK • Total P43 en el mundo: 550 agitadores P43 en 22 países • 57 compañías petrolíferas utilizan agitadores P43 • 14 compañías petrolíferas especifican los agitadores P43 como equipo estándar
  • DESARROLLO AGITADOR P43 EXXON RESEARCH AND ENGINEERING + BUTTERWORTH SYSTEMS en 1981 para reemplazar sus Agitadores de Entrada Lateral ( Side Entry Propeller Mixers - SEPM’s). Objetivos buscados: • Evitar componentes eléctricos en TKs • Reducción lodos en fondo del tanque • Reducción coste de mantenimiento • Rápida homogeneización del TK • Reducción del tiempo de mezclado • Reducción tiempos de parada TKs • Seguridad personal • Ahorro consumo eléctrico
  • ENFOQUE DE MERCADO PROBLEMATICA - ACUMULACION DE LODOS EN TKs MERCADO ACTUAL HA PRIMADO EL ENFOQUE CORRECTIVO - Agitadores tradicionales no evitan los lodos (mal necesario) - Soluciones “a posteriori” con tecnologías de separación de HC a posteriori - Consecuencia: limpiezas muy caras y altos costes de mto. TKs - Pérdida control compañía petrolera: “Know-how” externo TECNOLOGIA P43 ENFOQUE PREVENTIVO - Evitar la acumulación de lodos – los lodos no son un mal necesario - Propuesta actuación “a priori” con tecnología “jet mixer” P43 - Solución mucho más económica y fácil de implementar - Consecuencia: simplificación limpiezas TKs, reducción tiempos parada TKs, bajos costes de mantenimiento de TKs - Tecnología P43 - Activo compañía petrolera: “Know-how” propio Know how
  • CARACTERISTICAS AGITADOR P43 Problemática: acumulación de lodos • Lodos: HC+sólidos+parafinas+agua+… • Formación: agregación molecular de HC produciendo dipolos unidos por fuerzas de Van der Waal que floculan por su mayor peso acumulándose en el fondo del tanque • Efectos: aceleran corrosión, ocasionan paradas de tanques y roturas del techo flotante, reducen capacidad almacenamiento,… Tanque sin agitación 10 años de operación • Principio “Jet mixer”: velocidad crítica mínima para evitar la agregación de HC y mantenerlos en suspensión • HC semipesados y pesados: agitadores ti propela i d d it d tipo l no aportan la energía crítica mínima (300–350 Watts/100m3) para evitar la acumulación de lodos Chorreando (jet) para liberar los hidrocarburos Tanque sin agitación solubles 10 años de operación
  • CARACTERISTICAS AGITADOR P43 Entrada fluido Brida Parámetros Fundamentales ANSI 8” Cuerpo Superior (Fijo) Impulsor Altura: 548mm (21.6 in) ( ) Tobera Peso: 205 Kg. Placa de deslizamiento Distancia entre extremos de las Descarga Eje fluido toberas:738mm. toberas:738mm impulsor Max. presión de descarga: 20.6 bar (300 psi). Cierre mecánico Baffle (no Rango de temperatura: -10º a 93ºC incluido en Juntas de montaje (14º a 200ºF) cierre central) Tamaño sólidos permitido: hasta ¾” Toberas: Diámetro 50 -112.5 mm. Cuerpo Engranaje inferior reductor Impulsor: Angulo inclinación de 30º a (giratorio) 65 65º (según velocidad 1 78-5 18º/min) 1.78-5.18 /min).
  • CARACTERISTICAS AGITADOR P43 Materiales estándar Cuerpo superior: ALUM. BRONZE AB2 Cuerpo inferior: NI RESIST D2W CAST IRON Boquillas: ALUM. BRONZE AB2 or NI RESIST D2B Impulsor: ALUM. BRONZE AB2 or NI RESIST D2B Eje impulsor: ST/STEEL 440 Placa de deslizamiento: NI RESIST. D2W Componentes reductora: ALUM. BRONZE AB2, PHOSPHOR BRONZE PB2, ST/STEEL Brida de amarre: ST/STEEL Juntas de cierre y sellos de eje: VITON Empaquetaduras: KLINGER PAC 510 Cierre mecánico: HASTELOY C ST/STEEL (Nota: para ciertos productos se puede sustituir AB2 por AB2 747 part.2 “Standard Naval” ExxonMobil: en desarrollo agitador para aguas residuales muy abrasivas y pH muy bajo – Sustitución material cuerpo, boquillas e impulsor por SuperDuplex Stainless Steel VOLVER
  • MODIFICACIONES P43 PARA ALTAS TEMPERATURAS La máxima Tª de funcionamiento de la P43 es 120ºC (250ºF) limitada por la máxima T 120 C (250 F) Tª admisible por los rodamientos de bolas standard y por la máxima Tª admisible por el aceite de la reductora Upto 120oC Upto 210oC Upto 250oC Upto 300oC (250oF) (410oF) (480oF) (570oF) None 1. Heat treatment of 1. 1. bearings and new shield mall and grease - - 2. New O-ring and seal material - 3. Modified mechanical 3. seal 4. New grades g 4. 4. of oil - - 5. Change material of wormwheels - - 6. New gasket material 7. 7 New bearing bore `7 7. 7. 7 tolerances on gear case unless large clearances on bearing outer ting can be accepted
  • FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 ¿ ¿Cómo trabaja la P43? j - Instalación sumergida en el HC en el interior de los tanques (en el centro ó en el lateral) - El agitador impulsa un chorro a presión a través del volumen de fluido, que evita la formación de HC pesados que se acumulan en el fondo del tanque dando lugar a los lodos y logrando la mezcla y homogeneización del lodos, HC almacenado. Montaje central P43 - No requiere suministro de potencia eléctrica, pero sí un caudal y presión de producto determinados determinados. - El flujo a través del agitador hace girar un eje-impulsor que acciona una caja de engranajes que hace girar la P43 360º dirigiendo las boquillas para que el alcance del 360º, chorro cubra todo el volumen del TK - Funciona con todo tipo de HC (crudos, gasolina, gasóleos, asfaltos, etc). S está probando en E ól f lt t ) Se tá b d ExxonMobil M bil Montaje lateral P43 un agitador P43 específico para aguas residuales
  • FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 Con los datos de partida que se indican se selecciona la mejor configuración de indican, agitación P43: 1) Nº de TKs N 2) Volumen de los TKs 3) Producto almacenado: crudo, gasolina, gasoil,.. 4) Propiedades físicas del producto: viscosidad, gravedad específica, t d d ífi temperatura t 5) Caudal y presión de llenado del TK Estos factores clave determinan a) Número de agitadores P43 por TK (de 1 a 3 agitadores) b) Diámetro de la boquilla (50 mm a 112.4 mm de diámetro) c) Angulo del impeller (30º a 65º de inclinación), que marca la velocidad de rotación de la máquina: 1 h. – 3,5 h. /vuelta d) Caudal de la bomba y la presión en la entrada del tanque
  • FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 MONTAJE CENTRAL Accionamiento P43 con bomba de llenado del TK Montaje en el centro: - Instalación tanto en tanques nuevos como en tanques en operación después de su limpieza ó reparación - Hasta diámetros de TK de 60 m. - Instalación permanente - Rotación 360º con 2 boquillas activas (opción sólo 1 boquilla activa para TKs pequeños) - Frecuencia operación: 24 h/mes evita un 90% de los lodos acumulados - El calentamiento del crudo intensifica el efecto beneficioso de los P43, evitando la floculación de HC más pesados y facilitando su homogeneización (límite máximo 60ºC)
  • FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 MONTAJE LATERAL Accionamiento P43 con bomba de llenado del TK Montaje en el lateral: - 1- 4 agitadores en bocas de hombre g - Se puede instalar en tanques en operación vaciando el TK - Todo tamaño de tanques - Instalación permanente - Rotación 360º, alternándose el funcionamiento de los chorros - Frecuencia funcionamiento: 24 h/mes evita un 90% de los lodos acumulados - El calentamiento del crudo intensifica el f efecto beneficioso de los P43, evitando la floculación de HC más pesados y facilitando su homogeneización (límite máximo 60ºC) 60 C)
  • FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 Montaje en el centro: Indicador visual externo (tanto para montaje central como lateral) Montaje en el lateral: j Velocidad giro: 1.78º-5.18º/min. Vuelta completa: 1 h - 3h 30 min.
  • FUNCIONES AGITADOR P43 1. Función PREVENTIVA: OPTIMA para evitar acumulación l d 1 F ió it l ió lodos En el llenado del tanque o funcionamiento periódico de la máquina al evitar la formación de HC pesados que sedimentan en el fondo del tanque produciendo la acumulación de lodos, de modo que los agitadores P43 recuperan HC que de otro modo se acumularía en el fondo del tanque con las arenas, sedimentos, agua, etc. 2 Función PRODUCTIVA: Mezcla de productos 2. En el mezclado de crudos ó refinados del petróleo como gasolina, gasóleo, fuel-oil, asfaltos, etc., consiguiendo un mezclado y homogeneización más eficiente y rápido optimizando el proceso productivo rápido, productivo. 3. Función CORRECTIVA: TKs con lodos acumulados En E operaciones d li i de limpieza d t i de tanques al di l l disolver y resuspender el l d d l lodo acumulado en el fondo del tanque con crudo fresco de aportación, de modo que la mezcla se puede postprocesar para aprovechar los HC integrantes del lodo, facilitando las operaciones de limpieza y reduciendo drásticamente el tiempo en que el tanque está fuera de servicio.
  • FUNCION PRODUCTIVA OBJETIVO: Homogeneización y mezcla de gasolinas en TK (desviación en gravedad específica en todo el volumen del TK de 0.003) RESULTADOS: RESULTADOS -TK con 1 P43: Total homogeneización y mezcla en 6.5 horas. Este tiempo de mezclado puede ser reducido a menos de 1 hora añadiendo HC correctores a través p del agitador P43 - TK con 2 agitadores tipo propela: Total homogeneización y mezcla en 66 horas (desviación en la gravedad espefícica de 0.003)
  • FUNCION CORRECTIVA OBJETIVO: resuspensión lodos y recuperación HC en TK con lodos acumulados RESULTADOS : (ver simulaciones) • Reducción del 90% de los lodos según tipo de HC, temperatura, viscosidad, frecuencia operación. • Recuperación del 90-95% de HC de lodos, que se reintegran a proceso • HC recuperados requieren postprocesado y su mezclado con HC fresco para una concentración BS&W dentro de los límites permitidos • Tecnología usada por Exxon en refinerías USA para limpiar tanques de c udo, b u e , as a os, ca crudo, bitumen, asfaltos, cat fines,…. es,
  • CONFIGURACIONES DE INSTALACIÓN SEGÚN DIÁMETRO DE TK EJEMPLOS DE INSTALACIÓN DE TANQUES DE 30M DE DIÁMETRO Diámetro del Tipo de Ángulo Diámetro Caudal Presión tanque instalación impeller boquilla 521 m3/h 6,26 kg/cm2 Lateral 1 30M 2294 galones/min 85.34006 PSI 45 mm 75 mm Boquilla 3277 barriles/h 5.88399 5 88399 bars 174 m3/h 4,08 kg/cm2 Central 1 30M 766 galones/min 56.89337 PSI 30 mm 50 mm Boquilla 1094 barriles/h 3.92266 bars 348 m3/h 4,08 kg/cm2 g Central 2 30M 1532 galones/min 56.89337 PSI 30 mm 50 mm Boquillas 2189 barriles/h 3.92266 bars EJEMPLOS DE INSTALACIÓN DE TANQUES DE 70M DE DIÁMETRO Diámetro del Tipo de Ángulo Diámetro Caudal Presión tanque instalación impeller boquilla 1008 m3/h 13,22 kg/cm2 Lateral 2 70M 4438 galones/min 184.9035 PSI 65 mm 87,5 mm Boquillas 6340 barriles/h 12.74865 bars 708 m3/h 7,24 7 24 kg/cm2 Lateral 3 70M 3117 galones/min 99.5634 PSI 50 mm 87,5 mm Boquillas 4453 barriles/h 6.864655 bars 708 m3/h 8,37 kg/cm2 Central 1 70M 3117 galones/min 113.7867 PSI 50 mm 87,5 mm Boquillas q 4453 barriles/h 7.84532 7 84532 bars 1416 m3/h 8,37 kg/cm2 Central 2 70M 6234 galones/min 113.7867 PSI 50 mm 87,5 mm Boquillas 8906 barriles/h 7.84532 bars
  • COMPARATIVA P43 CON SISTEMA DE AGITACION TIPO PROPELA Ó HELICE (SEPM) ( ) -MMayor eficiencia agitación, solapes d l alcance d chorros y ausencia zonas muertas fi i i it ió l del l de h i t - Aumento seguridad - Equipo únicamente mecánico, sin motor ni alimentación eléctrica junto a un tanque que puede producir atmósferas explosivas - Se anula el riesgo de fugas por trabajar sumergido en el hidrocarburo, habituales en los agitadores de hélice por desgaste de los cierres mecánicos, sobre todo con hidrocarburos semipesados y pesados - Coste de mantenimiento hasta diez veces inferior (P43 – 15 años sin mantenimiento), consecuencia de su robusto diseño y avanzada tecnología de materiales Coste Mantenimiento SEPM: 2.500 – 4.500 USD/año Coste Mantenimiento P43: 300 USD/año
  • MANTENIMIENTO - REQUERIMIENTOS - Frecuencia mantenimiento: durante los períodos de parada ó puesta fuera de servicio del tanque por limpieza ó inspección - Alcance mantenimiento: Inspección visual Renovación del aceite lubricante de la reductora EP320 Sustitución de juntas de t S tit ió d j t d estanqueidad en caso necesario id d i - Después de 15 años de funcionamiento: Inspección de su estado por el fabricante Veolia Enviromental Services: - Comprobaciones periódicas recomendadas: - Nivel de lodos en el tanque - Presión de la tubería de entrada del tanque - Pérdida de carga en el filtro para evitar su bloqueo - Revisar el indicador externo para comprobar el correcto giro de las toberas
  • ACCESORIOS P43 Adaptador en “S” S El tipo de techo no es determinante para la instalación de la P43, y el chorro de crudo no hace girar el techo flotante, de acuerdo a las pruebas realizadas En caso de que el chorro pueda impactar en las cercanías de la boquilla sobre las columnas soporte de los techos, serpentines de calentamiento, tuberías de evacuación de agua de lluvia, u ca e a e o, ube as e acuac ó u a, otros, se puede instalar un adaptador en “S” como el indicado Indicador externo de funcionamiento Dispositivo opcional que permite disponer de una indicación visual externa en el lateral del tanque del correcto funcionamiento del agitador
  • BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES Reducción lodos y recuperación HC en suspensión (hasta el 90%) Concentración uniforme de agua+sedimentos (BS&W) en todo el TK dentro de los parámetros permitidos, facilitando el proceso de refino y evitando la estratificación Aumento capacidad TKs de almacenamiento, evitando construir nuevos TKs Menor tiempo de parada y personal requerido para la limpieza del tanque (de promedio, el tiempo se reduce a la cuarta parte y el personal requerido a la mitad) Menor coste de la gestión de los residuos peligrosos (reducción hasta el 75%) Menor coste de mantenimiento de los tanques y se alarga su vida, al evitar en gran medida la corrosión ocasionada por el agua acumulada en el fondo del TK p g Aumento de la seguridad del personal de limpieza de tanques (consecuencia de la menor exposición del personal a residuos peligrosos como los lodos) Menor coste medioambiental (consecuencia del menor volumen de residuos a tratar tratar, lo que minimiza las emisiones contaminantes a la atmósfera y suelo) Mayor velocidad de mezclado Menor consumo energético y mayor seguridad f é frente a riesgos de explosión ó frente a otras alternativas de agitación (no dispone de alimentación eléctrica)
  • BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES: CASO PRÁCTICO HIPÓTESIS DE PARTIDA 5 TKs crudo de 200.000 barriles, con 2 agitadores P43 por TK Periodo análissis: 10 años, acumulación 1.5m lodos ó 3.544 m3/TK Recuperación de 80% de los HC, equivalente 2835 m3 HC/TK que pasan a la venta, valorados a 70 USD/barril Ahorro 90% del coste de la limpieza y gestión de los residuos, valorado el precio de retirada, transporte y tratamiento de lodos en 128 USD/m3 Coste construcción TK de 200.000 barriles es de 1.875.000 USD, y por lo tanto el menor coste d construcción d t t de t ió de tanques para l misma productividad. P la i d ti id d Para ello ll consideramos como 20 años (1) el periodo de amortización de una TK. Coste diario de tener un tanque parado por limpieza es de 2.000 USD/día Tiempo limpie a TK se red ce en un 75% de 4 meses a 1 mes limpieza reduce n 75%, mes. Coste mantenimiento anual agitadores tipo propela de 4.000 USD/año Coste mantenimiento P43: 300 USD/año
  • BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES: CASO PRACTICO
  • BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES: CASO PRACTICO Analisis coste-Beneficio (en USD) en 10 años: Para el supuesto descrito con 1.5m. lodos por TK en 10 años: EN 10 AÑOS ANUALMENTE Ahorro Total (ó más ingreso) Ahorro Anual (ó más 10.711.352 USD ingreso) 1.071.135 USD Costo Total Costo Anual 2.471.600 USD 247.160 USD Beneficio Total fi i l Beneficio Anual fi i l ROI: O 8.239.752 USD 823.975 USD 2.31 El análisis realizado es conservador, ya que si este mismo cálculo lo hiciéramos para conservador toda la vida del tanque, los beneficios obtenidos serían sustancialmente mayores. Del mismo modo, si tuviéramos en cuenta el número de rotaciones del TK, el ahorro económico consecuencia de la mayor capacidad de almacenaje sería mayor.
  • Muchas Gracias por su atención