Retos y oportunidades ambientales de recuperacin de Vapores en las Instalaciones de Explotacin: Caso C.A.B. Cunduacn

Tema: Categora Principal: Ingeniera de Procesos y Ambiental Subtema: Categora Secundaria: Ingeniera Sustentable

Descripcin del trabajoEn este trabajo se describe la problemtica del manejo y acondicionamiento de aceite en la batera de separacin ride teniendo GRAVES consecuencias en la emanacin de vapores en la Central de Almacenamiento y Bombeo Cunduacn instalaciones del Activo de Produccin Samaria Luna, de la Regin Sur de Pemex Exploracin y produccin, se presentan los resultados de las pruebas a las unidades de recuperacin de vapores de Batera Iride, mediante la reconfiguracin de las condiciones operativas, resultando exitosas la pruebas, con lo que se logr que en la Central de Almacenamiento y Bombeo Cunduacn, la nula generacin de vapores en la instalacin como se ilustra.AplicacinEstadsticamente y de acuerdo a la clculos segn la norma NRF-113-PEMEX-2007 en una Central de almacenamiento los tanques pueden ventear e 5 a 500 MMPC por ao de vapores de gas natural y otros hidrocarburos ligeros a la atmsfera. Las prdidas de vapores estn en funcin de las caractersticas del crudo, la gravedad y la presin de separacin.Existen diferentes tipos de prdidas por ejemplo: prdidas por vaporizacin, ocurren cuando el crudo se transfiere de un separador de gas-lquido a un tanque a presin atmosfrica; prdidas por operacin del tanque (vaciado y llenado), ocurren cuando los niveles de crudo cambian y cuando el lquido del tanque es agitado y las prdidas estticas que ocurren con los cambios diarios y estacionales de temperatura y presin baromtrica. Aunado a esto los vapores generados en los tanques de almacenamiento representan un porcentaje considerable si consideramos el tiempo como factor; ya que el crudo sigue generndolos conforme transcurre el tiempo.Por ello este trabajo se enfoc a minimizar la generacin de vapores en la C.A.B. Cunduacn. Mediante previa evaluacin y simulacin integral de las instalaciones, se obtuvieron resultados identificndose acciones de corto plazo, mediante la reconfiguracin de las condiciones de operacin de Unidades Recuperadoras de Vapor operndolas a niveles de cero, se lograra minimizar el porcentaje las emisiones a la atmosfera y la quema de dichos vapores en C.A.B. CUNDUACN, posterior a esto se estableci un programa y protocolo para realizar las pruebas.En la Figura 1 se observan los tanques de almacenamiento de crudo los cuales generan una gran cantidad de vapores.

Figura 1. C.A.B. Cunduacn.En la figura 2 se observa el quemador donde se ventean todos los vapores generados de los tanques de almacenamiento.

Figura 2. Quemador de C.A.B. Cunduacn.ResultadosLa batera ride enva el crudo a la central de Almacenamiento y Bombeo Cunduacn, la cual recolecta crudo de campos con aceite ligero, previo a esto el crudo es estabilizado, se dispone de una torre estabilizadora la cual opera de manera parcial sin cumplir su objetivo principal por lo que no es suficiente la capacidad para procesar el aceite y dejarlo en condiciones para su entrega; sin embargo existen tres equipos de recuperacin de vapor que operan de forma intermitente, es decir no se requiere que operen todas las unidades de recuperacin de vapor, se han evaluado diferentes alternativas y combinaciones para operar las unidades, por lo que con esto no se han minimizado la cantidad de vapores enviados a los tanques de almacenamiento de C.A.B. Cunduacn.Actualmente en la batera ride se cuenta con tres unidades recuperadoras de vapores, una en operacin la cual opera normalmente en esta instalacin. Se tiene contemplado una vez opere la torre estabilizadora y los equipos de vaco se tendr la necesidad de recuperar mayor cantidad de vapores generados durante la estabilizacin de crudo, por lo que estn disponibles de manera temporal dos unidades de recuperacin de vapores, las cuales fueron probadas y RECONFIGURADAS en sus condiciones de operacin variando las RPM y la presin de succin para el anlisis y observacin de su comportamiento en PRUEBAS.La prueba de las Unidades Recuperadoras de Vapor consisti en alinear la URV 2 (nueva) sacando de operacin la Unidad recuperadora de vapor 1 (existente), pasados los primeros 30 minutos, se alineo la URV 1 (existente).Se comprob que con la puesta en operacin de dos unidades recuperadoras de vapor, efectivamente la generacin de vapor en el domo de la torre estabilizadora iba a ser canalizado hacia las unidades recuperadoras de vapor, comprobando este hecho con la reduccin en la flama de quema de los quemadores elevados de las bateras ride y de C.A.B. Cunduacn. En la figura 3 se puede ver en las fotografas el comportamiento del quemador de C.A.B. Cunduacn durante la operacin de prueba de las unidades recuperadoras de vapor en la batera ride.Puede apreciarse en la secuencia que inicialmente la flama del quemador era de un volumen considerable, en cuanto se alinearon las unidades recuperadoras de vapor y se cambiaron las condiciones de operacin en la batera ride, se minimizo la flama del quemador de C.A.B. Cunduacn; hasta desaparecer totalmente.Se obtuvieron resultados casi instantneos al modificar las condiciones de operacin del sistema, aunado a las condiciones de vaco en las unidades recuperadoras.

Antes de la prueba

Durante de la prueba

Despus de la prueba

Figura 3. Comportamiento de quemador de C.A.B. Cunduacn.En la figura 4 se puede ver el comportamiento del quemador de la batera ride durante la operacin de prueba de las unidades recuperadoras de vapor en la batera ride.Puede apreciarse en la secuencia (al igual que en el quemador de C.A.B. Cunduacn) que inicialmente la flama del quemador presento un volumen considerable y con el paso del tiempo y la puesta en operacin simultanea de las dos unidades recuperadoras de vapor en la batera ride, no transcurri mucho tiempo para que se reflejara en la flama del quemador una reduccin constante de la misma durante el tiempo que se mantuvieron en operacin las dos URVS. Una vez que se restableci la operacin en la batera ride, la flama volvi a crecer y mantener el volumen de quema de vapores.

Figura 4. Comportamiento de quemador de batera ride.La recuperacin de vapores puedo capturar hasta el 97% de los hidrocarburos que se evaporan de los tanques, los vapores recuperados tienen un alto poder calorfico que el propio gas natural transportado en tuberas; estos son ms valiosos y tienen mltiples usos como por ejemplo, para ser utilizado como combustible en sitio, o bien enviarlos a plantas su procesamiento.Observaciones y conclusionesSe concluye que el bajar la presin de succin de las unidades de recuperacin de vapores logro el resultado esperado con xito, sin modificar las partes mecnicas del sistema, solo se hizo modificacin de condiciones a travs de la configuracin electrnica de una maquina comportndose de manera satisfactoria por lo que de acuerdo a l anlisis de los datos obtenidos durante la prueba no se observaron ineficiencias del equipo. La prueba trajo como beneficio reducir el Impacto al medio ambiente ya que se redujo visiblemente la quema de los vapores en los quemadores tipo vela tanto en batera ride como significativamente en la C.A.B. Cunduacn

La recuperacin de vapores puede acarrear generosos rembolsos ya que este gas tiene la caracterstica de un alto poder calorfico por lo que genera un valor agregado al proceso. La tecnologa de recuperacin de vapores es altamente rentable en la mayora de las aplicaciones. Las URV deben ser dimensionadas y trabajadas para los mximos volmenes diseados, por lo que se espera que en los tanques de almacenamiento operen sin ningn riesgo potencial