EVALUACIÓN DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR E-4501, E-4502 A/B/C y E-4509, UTILIZADOS EN LA UNIDAD DE HIDROTRATAMIENTO DE DIESEL DE LA REFINERÍA DE PUERTO LA CRUZ

Abstract

En la Unidad de Hidrotratamiento de Diesel se utilizan intercambiadores de calor tipo coraza y tubos, entre ellos destacan: intercambiador de carga diesel E-4501, intercambiador de carga de diesel y efluente E-4502 A/B/C, e intercambiador de nafta E-4509 cuya operación y control son claves para controlar las condiciones de proceso y su eficiencia en la Unidad 45. Desde septiembre de 2006 se han reportado fugas que han sido corregidas aplicando trampas de vapor y torqueados mecánicos; así mismo se han presentado desviaciones en algunas variables claves en la operación de estos equipos, que afectan y el comportamiento térmico esperado en los intercambiadores. Inicialmente se evaluó la condición de operación actual de estos equipos, mediante la herramienta de simulación de procesos PRO-II y aplicando cálculos de transferencia de calor necesarios para determinar valores de ensuciamiento que fueron comparados con las condiciones de diseño. Entre los parámetros operacionales se evaluaron: flujo de calor total transferido, coeficiente global de transferencia de calor, factor de ensuciamiento y caída de presión en ambos lados del equipo; así mismo las características de cada corriente y sus condiciones iniciales y finales. La simulación realizada demostró que el equipo E-4501 posee mayor capacidad de transferencia calórica que el E-4509, según diseño; en el caso operación se reveló lo contrario, lo cual se asocia a fugas y fallas mecánicas en el equipo E-4501 que afectaron su desempeño. En operación, el intercambiador “C” sufrió abrupto descenso en la tasa de enfriamiento del fluido caliente (lado tubos), de 95% respecto a lo esperado según diseño. Se evidenció el efecto de una mayor resistencia térmica total, con incremento de 36 % del factor de ensuciamiento de los tubos, referido al diseño. De los intercambiadores estudiados, el E-4501 mostró los mayores ensuciamientos en diseño y operación (53% mayor en operación que en diseño). En los intercambiadores E-4509 y “A” (E-4502) las resistencias térmicas totales durante operación no excedieron a los de diseño. El intercambiador E-4501 (casos diseño y operación) presentó mayores caídas de presión, en coraza y tubos; aunque en el lado coraza las caídas de presión fueron superiores a los valores permitidos desde el inicio y aún persisten quizás por efecto de fallas mecánicas. En los intercambiadores E-4502 A/B/C, las velocidades de intercambio calórico (caso diseño) presentaron desviaciones entre 45% y 90%; en caso operación estos valores no se alejaron respecto a diseño. El E-4501 necesita mantenimiento preventivo y muestra las mayores desviaciones respecto a diseño; su capacidad de transferencia energética ha disminuido a la mitad y es el más afectado por ensuciamiento. También el intercambiador “C” (E-4502) requiere mantenimiento tras exhibir las más bajas velocidades de transferencia calórica.