Silvia Toccaceli, Alfredo AguilarYPF

silvia.toccaceli@ypf.com, alfredo.aguilar@ypf.com

Carlos Ruiz, Edgardo Benvenuto, Sebastián CúneoSoteica Visual MESA

carlos.ruiz@soteicavisualmesa.com, edgardo.benvenuto@soteicavisualmesa.com,sebastian.cuneo@soteicavisualmesa.com

LARTC Annual Meeting – Cancún, México - 2014

Manejo de Energía en Línea y en Tiempo Real en la Refinería y el Complejo Petroquímico de YPF

Ensenada

Agenda de la Presentación

• Introducción:• YPF• Visual MESA

• Descripción del Sistema de Energía• Objetivos y Cronograma del Proyecto de

Sostenibilidad• Modelo del Sitio• Beneficios• Conclusiones

• YPF es la empresa petrolera más importante de la Argentina

• Principal productor de hidrocarburos de la Argentina

• Cuentan con 93 concesiones ubicadas en las cuencas más productivas del país y 48 bloques exploratorios.

• Maneja cerca del 50% del mercado de combustibles (líquidos ygas natural) del país

• Cuenta con tres Complejos industriales estratégicamente localizados e integrados por una eficiente red logística• CILP en la Provincia de Buenos Aires - 190,000 BPD• CILC en la Provincia de Mendoza – 120,000 BPD• CIPH en la Provincia de Neuquén - 26,000 BPD• Participación del 50% en Refinor, Provincia de Salta • Tres complejos petroquímicos (Ensenada, Plaza Huincul

y el 50% de Profertil, Bahía Blanca)

CILPCILC

Refinor

CIPHProfertil

YPF

YPF

• El Complejo Industrial La Plata está compuesto por la Refinería (CILP) y la Petroquímica (CIE) • Refinería La Plata: 190 mil barriles por día de capacidad• Complejo Petroquímico Ensenada: posee complejo de

Aromáticos, complejo de Olefinas, Polibutenos y Anhídrido Maleico

• Ambos sitios del Complejo tienen instalado el sistema de gerenciamiento energético Visual MESA

Complejo Industrial La Plata (CILP)• El CILP se encuentra en la localidad de Ensenada, y

abarca una superficie aproximada de 450 hectáreas.

Implantación General

Complejo Industrial La Plata

•Integrado por :

• Refinería La Plata

• Complejo Química

• Puerto

• Terminal de Despacho

• Planta de GLP

Ensenada 

Berisso

Implantación General Refinería La Plata

Refinería La Plata CONVERSIÓNFCCA ‐ COKE A

Reformado de NaftasALMACENES

MAYOR CONVERSIÓNFCCB – VACÍO B ‐ COKE B 

UDC “ C “COMPLEJO 

LUBRICANTES

Administración / Centro de Tecnología

Superficie: 300 hectáreas

Hidrotratamiento

Soteica Visual MESA en el Mundo• Visual MESA es un sistema de modelado y

optimización (SQP MINLP) basado en primeros principios para combustibles, vapor, agua de alimentación a calderas, condensado, hidrógeno y sistemas eléctricos, incluyendo emisiones

• Con más de 70 instalaciones en el mundo, Visual MESA se utiliza para:

• Optimización en Tiempo Real• Monitoreo, Auditoría y Contabilidad• Ingeniería• Planeamiento• Cálculo de KPIs de Energía y Emisiones Validados en Tiempo Real

Contratos de ServiciosAuxiliaresExternos

Regulaciónde Emisiones

KPIs de Monitoreode Energía y Emisiones

Reportesde OperaciónÓptima

Hidrógeno Comb.                Vapor               Agua           ElectricidadServicios Auxiliares

Proceso

Complejo Industrial

Mediciones Set Points Óptimos

LAZO CERRADOSe envían las

señales a los SCDs

LAZO ABIERTO El sistema da avisoa los operadores

Visual MESA

Usos del VM:Optimización energética en tiempo real

• Optimización en tiempo real del sistema completo de utilidades (potencia, vapor, combustibles y emisiones, condensados, hidrógeno,…)

• Recomendaciones operativas para trabajar al menor costo posible • satisfaciendo los requerimientos de las plantas• considerando todas las restricciones físicas,

ambientales, contractuales y de confiabilidad• Gerencimiento energético sustentable al menor

costo 24 x 365• “Open Loop” y “Closed Loop” ERTO

Usos del VM:Estudios “What-if?”

• Planeamiento de inversiones e ingeniería básica:• Expansiones de plantas• Cambio de configuración del sistema de energía

• Planeamiento y programación de utilitidades:• Efecto de los planes de producción en el sistema de

energía• Planeamiento de paros de plantas• Nominación de exportaciones

• Evaluación de contratos de utilidades: • Evaluación de los términos de los contratos• Negociación de mejores contratos

VM en YPF• El sistema Visual MESA fue instalado en YPF (2005 en

Refinería y 2006 en el CIE). Se desarrolló el sistema de vapor, energía eléctrica y el sistema de combustibles (GN y Fuel Oil)

• Los modelos se han utilizado para la optimización en tiempo real a lazo abierto de los sistemas de utilidades

• Han sido migrados a cada nueva versión del software y se han actualizado en base a las tareas sostenibilidad

• En el marco de dicho servicio de sostenibilidad del sistema se está llevando a cabo actualmente un proyecto de actualización del modelo de CILP, que incluye la definición y cálculo de Indicadores de Gestión (KPIs) como parte de una futura implementación de la Norma ISO 50.001

Descripción del Sistema de Energía de CILP

ESPECIES CONSUMIDAS

Vaporgenerado

Vapor externo

EE externo

GN externo

Fuel Oil interno

GR interno

Propano

• Actualizar el sistema de administración y optimización de energía en tiempo real, agregando las siguientes unidades:• Aminas C• HTGB – Hidrotratamiento de Gas Oil• HTN_FCC – Hidrotratamiento de Naftas de FCC

• Agregado del Cuarto Nivel de Vapor• Generación de Indicadores de Gestión (KPIs) en tres niveles:

operativo, jefaturas y gerencias, y dirección• Estudios de What-If para evaluar proyectos de inversiónEl sistema Visual MESA también se utilizará como parte del

sistema de implementación de la Norma ISO 50.001Este proyecto se está haciendo en conjunto con la consultora

Energy Performance SRL (http://www.energyperformancesrl.com)

Objetivos del Proyecto (2013)

Cronograma del Proyecto

Tareas Tiempo estimado desde la OC

Firma de contrato / orden de compra 0 semanas

Estudio "What If" inicial: máxima optimización (finalizado)

1 semana

Cuarto nivel de vapor (finalizado) 8 semanas

Indicadores de Gestión Energética  (en ejecución)

16 semanas

Nuevos estudios de “what if” (en ejecución)

18 semanas

• Incorporación del Cuarto Nivel de Vapor y de las nuevasunidades (Aminas_C, HTGB Y HTN_FCC)

• Cálculo e historización de Indicadores de Gestión (KPIs) en tres niveles: operativo, jefaturas y gerencias, y dirección

• Se mantiene la capacidad de reducir el costo total de lasUtilidades mediante la minimización de la Función Objetivode Optimización:

• Costos Totales de Energía = Combustibles + Electricidad + OtrosCostos

(Fuel Oil/Fuel Gas/Gas Natural/LPG (Propano)/Electricidad/Agua)

Alcance del Proyecto

Interfaz Gráfica de Visual MESA (Vista Principal)

Modelo de Combustibles

Cuarto Nivel de Vapor

Nuevas Unidades

Aminas C HTG_B

HTN_FCC

Variables de Optimización

• Detalle de las variables de optimización de YPF Complejo Industrial La Plata (CILP):• Producción de vapor en calderas

• Fuel Gas / Fuel Oil en calderas• Otros combustibles

• Cambios en pares turbinas de vapor/motores eléctricos• Importación de electricidad• Fuel Gas (Gas Natural/Propano)• Fuel Oil

Reducción de Laminaciones y venteos de vaporOptimización de canasta de combustibles

Restricciones• Equipamiento (por ejemplo, consumo máximo de

un combustible determinado en calderas)• Restricciones operacionales• Demanda de Utilidades en la Plantas de Proceso• Contratos• Medio Ambiente

• Límites de emisiones de NOx y SO2

• CILP: 143 Variables de optimización (93 variables discretas) y 66 restricciones

Beneficios

• Balance de Producción de Vapor• Acondicionamiento de la Canasta de Combustibles (Gas

Natural/Propano/Fuel Gas/Fuel Oil)• Cambios en el uso de turbina o motor para un dado

servicio• Importación de electricidad

Las otras variables (por ejemplo, caudales de laslaminadoras de vapor) son consecuencia de los cambiosmencionados anteriormente, siendo manipuladosautomáticamente por el sistema de control

Optimización en el Día a Día

Resumen de la Optimización

Resumen Económico

Estado de Turbinas y Motores

Caso Delta: Encendido de Turbina de Alta a Baja

Caso Delta: Vista de Central II

Caso Delta: Vista de Central I

Tendencia de Ahorros Potenciales

Usos del VM:Indicadores Clave de Desempeño (KPIs)

• Ejemplos de KPIs:• Costo operativo – Costo operativo óptimo (por unidad de

producción o de alimentación)• Eficiencia de equipos (calderas, turbinas, …)• Consumo energético de las Unidades• Intensidad energética de las Unidades (consumo energético

por unidad de carga o producción)• Desbalances de vapor en colectores• Emisiones de CO2, NOx, SO2, • etc.

• Los KPIs son enviados automáticamente al Sistema de Información de Plantas PI para tendencias, visualización e historización estandarizada

• Todos los KPIs calculados por Visual MESA son validados antes de escribirlos en PI

Usos del VM:Indicadores Clave de Desempeño (KPIs)

• Se definieron tres niveles de indicadores:•Dirección•Jefaturas de Planta / Gerenciales•Operativos

• KPIs definidos:•Consumo Específico del Complejo•Consumo Específico de Unidades•Utilización de Áreas (Conversión, Lubricantes, Refinación)

•Consumos Específicos por Especie (EE, combustibles, vapor)

• Visual MESA fue instalado en el Complejo Industrial La Plata (CIE + CILP) de YPF en 2005 y está operativo desde esa fecha

• Como resultado de las actividades de sostenibilidad se logró un mejor conocimiento de las interacciones del sistema de servicios auxiliares, comprendiendo todas las variables de decisión y las restricciones asociadas, algunas de las cuales estaban ocultas

• Los operadores pueden reaccionar en tiempo real para capturar las oportunidades del negocio y mejorar el gerenciamiento de las emisiones, obteniendo ahorros significativos de los costos energéticos

• Se están adicionando a los modelos los cálculos e historización de Índices de Desempeño (KPIs) a diversos niveles

Conclusiones

Muchas Gracias

Preguntas???