Presentacion agitador p43 para tanques de hidrocarburos [modo de compatibilidad]

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• 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 SYSTEMSEXXON RESEARCH AND ENGINEERING + BUTTERWORTH SYSTEMSen 1981 para reemplazar sus Agitadores de Entrada Lateral ( Side EntryPropeller Mixers - SEPM’s).

Objetivos buscados:

• Evitar componentes eléctricos en TKs• Reducción lodos en fondo del tanque• Reducción coste de mantenimiento• Rápida homogeneización del TK• 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 CORRECTIVOMERCADO ACTUAL HA PRIMADO EL ENFOQUE CORRECTIVO

- Agitadores tradicionales no evitan los lodos (mal necesario)- Soluciones “a posteriori” con tecnologías de separación de HCSoluciones a posteriori con tecnologías de separación de HC- Consecuencia: limpiezas muy caras y altos costes de mto. TKs- Pérdida control compañía petrolera: “Know-how” externo

TECNOLOGIA P43TECNOLOGIA P43 ENFOQUE PREVENTIVO

- Evitar la acumulación de lodos – los lodos no son un mal necesarioEvitar 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” propioTecnología P43 Activo compañía petrolera: Know how propio

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 elfuerzas 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,…techo flotante, reducen capacidad almacenamiento,…• Principio “Jet mixer”: velocidad crítica mínima para evitar la agregación de HC y mantenerlos en suspensión

Tanque sin agitación 10 años de operación

HC i d d it d ti l• HC semipesados y pesados: agitadores tipo propela no aportan la energía crítica mínima (300–350 Watts/100m3) para evitar la acumulación de lodos

Chorreando (jet) para liberar los

hidrocarburoshidrocarburos solubles

Tanque sin agitación 10 años de operación


Entrada fluido

Parámetros Fundamentales

Altura: 548mm (21.6 in)Cuerpo Superior (Fijo) Impulsor

fluidoBrida ANSI 8”

Tobera( )Peso: 205 Kg. Distancia entre extremos de las toberas:738mm

Placa de deslizamiento

Eje

Tobera

Descarga fluidotoberas:738mm.

Max. presión de descarga: 20.6 bar (300 psi).

impulsor

Cierre mecánico Baffle (noRango de temperatura: -10º a 93ºC

(14º a 200ºF)Tamaño sólidos permitido: hasta ¾”

mecánico Baffle (no incluido en montaje central)

Juntas de cierre

Toberas: Diámetro 50 -112.5 mm. Impulsor: Angulo inclinación de 30º a 65º (según velocidad 1 78-5 18º/min)

Cuerpo inferior (giratorio)

Engranaje reductor

65 (según velocidad 1.78-5.18 /min).


Materiales estándarMateriales estándarCuerpo superior: ALUM. BRONZE AB2Cuerpo inferior: NI RESIST D2W CAST IRONBoquillas: ALUM. BRONZE AB2 or NI RESIST D2BBoquillas: ALUM. BRONZE AB2 or NI RESIST D2BImpulsor: ALUM. BRONZE AB2 or NI RESIST D2BEje impulsor: ST/STEEL 440Placa de deslizamiento: NI RESIST. D2WComponentes reductora: ALUM. BRONZE AB2, PHOSPHOR BRONZE PB2, ST/STEELBrida de amarre: ST/STEELJuntas de cierre y sellos de eje: VITON Empaquetaduras: KLINGER PAC 510Cierre mecánico: HASTELOY C ST/STEEL(Nota: para ciertos productos se puede sustituir AB2 por AB2 747 part.2 “Standard Naval”

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ExxonMobil: en desarrollo agitador para aguas residuales muy abrasivas y pH muy bajo –Sustitución material cuerpo, boquillas e impulsor por SuperDuplex Stainless Steel

MODIFICACIONES P43 PARA ALTAS TEMPERATURAS

La máxima Tª de funcionamiento de la P43 es 120ºC (250ºF) limitada por la máxima

Upto 120oC Upto 210oC Upto 250oC Upto 300oC

La máxima T de funcionamiento de la P43 es 120 C (250 F) limitada por la máxima Tª admisible por los rodamientos de bolas standard y por la máxima Tª admisible por el aceite de la reductora

Upto 120oC(250oF)

Upto 210oC(410oF)

Upto 250oC(480oF)

Upto 300oC(570oF)

None 1. Heat treatment of bearings and new

shield mall and grease

1. 1.

- - 2. New O-ring and seal material

- 3. Modified mechanical seal

3.

4. New grades 4. 4.gof oil

- - 5. Change material of wormwheels

- - 6. New gasket material7 New bearing bore `7 77. New bearing bore tolerances on gear case unless large

clearances on bearing outer ting can be

7. 7.

accepted

FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43

¿Cómo trabaja la P43?¿ j

- Instalación sumergida en el HC en el interior de lostanques (en el centro ó en el lateral)

- El agitador impulsa un chorro a presión a través delvolumen de fluido, que evita la formación de HC pesadosque se acumulan en el fondo del tanque dando lugar alos lodos y logrando la mezcla y homogeneización del

- No requiere suministro de potencia eléctrica, pero sí uncaudal y presión de producto determinados

los lodos, y logrando la mezcla y homogeneización delHC almacenado. Montaje central P43

caudal y presión de producto determinados.

- El flujo a través del agitador hace girar un eje-impulsorque acciona una caja de engranajes que hace girar laP43 360º dirigiendo las boquillas para que el alcance delP43 360º, dirigiendo las boquillas para que el alcance delchorro cubra todo el volumen del TK

- Funciona con todo tipo de HC (crudos, gasolina,ól f lt t ) S tá b d E M bilgasóleos, asfaltos, etc). Se está probando en ExxonMobil

un agitador P43 específico para aguas residualesMontaje lateral P43


Con los datos de partida que se indican se selecciona la mejor configuración deCon los datos de partida que se indican, se selecciona la mejor configuración deagitación P43:

1) Nº de TKs1) N de TKs2) Volumen de los TKs3) Producto almacenado: crudo, gasolina, gasoil,..4) Propiedades físicas del producto: viscosidad,

d d ífi t tgravedad específica, temperatura5) Caudal y presión de llenado del TK

Estos factores clave determinana) Número de agitadores P43 por TK (de 1 a 3 agitadores)b) Diámetro de la boquilla (50 mm a 112.4 mm de diámetro)b) Diámetro de la boquilla (50 mm a 112.4 mm de diámetro)c) Angulo del impeller (30º a 65º de inclinación), que marca lavelocidad de rotación de la máquina: 1 h. – 3,5 h. /vueltad) 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


- Instalación tanto en tanques nuevos comoen tanques en operación después de sulimpieza ó reparación- Hasta diámetros de TK de 60 m.Hasta diámetros de TK de 60 m.- Instalación permanente- Rotación 360º con 2 boquillas activas(opción sólo 1 boquilla activa para TKs(opción sólo 1 boquilla activa para TKspequeños)- Frecuencia operación: 24 h/mes evita un90% de los lodos acumulados- El calentamiento del crudo intensifica elefecto beneficioso de los P43, evitando lafloculación de HC más pesados y facilitandosu homogeneización (límite máximo 60ºC)

FUNCIONAMIENTO AGITADOR P43 MONTAJE LATERAL


Montaje en el lateral:- 1- 4 agitadores en bocas de hombre


g- Se puede instalar en tanques en operaciónvaciando el TK- Todo tamaño de tanquesTodo tamaño de tanques- Instalación permanente- Rotación 360º, alternándose elfuncionamiento de los chorrosfuncionamiento de los chorros

- Frecuencia funcionamiento: 24 h/mes evitaun 90% de los lodos acumulados

f- El calentamiento del crudo intensifica elefecto beneficioso de los P43, evitando lafloculación de HC más pesados y facilitandosu homogeneización (límite máximo 60ºC)su homogeneización (límite máximo 60 C)


Montaje en el centro: Indicador visual externoMontaje en el centro: Indicador visual externo(tanto para montaje central como lateral)

Montaje en el lateral: Velocidad giro: 1.78º-5.18º/min. jVuelta completa: 1 h - 3h 30 min.

FUNCIONES AGITADOR P43

1 F ió PREVENTIVA OPTIMA it l ió l d1. Función PREVENTIVA: OPTIMA para evitar acumulación lodosEn el llenado del tanque o funcionamiento periódico de la máquina al evitar laformación de HC pesados que sedimentan en el fondo del tanque produciendo laacumulación de lodos, de modo que los agitadores P43 recuperan HC que de otromodo se acumularía en el fondo del tanque con las arenas, sedimentos, agua, etc.

2 Función PRODUCTIVA: Mezcla de productos2. Función PRODUCTIVA: Mezcla de productosEn el mezclado de crudos ó refinados del petróleo como gasolina, gasóleo,fuel-oil, asfaltos, etc., consiguiendo un mezclado y homogeneización más eficientey rápido optimizando el proceso productivoy rápido, optimizando el proceso productivo.

3. Función CORRECTIVA: TKs con lodos acumuladosE i d li i d t l di l d l l dEn operaciones de limpieza de tanques al disolver y resuspender el lodoacumulado en el fondo del tanque con crudo fresco de aportación, de modo que lamezcla se puede postprocesar para aprovechar los HC integrantes del lodo,facilitando las operaciones de limpieza y reduciendo drásticamente el tiempo enfacilitando las operaciones de limpieza y reduciendo drásticamente el tiempo enque el tanque está fuera de servicio.

FUNCION PRODUCTIVA

OBJETIVO: Homogeneización y mezcla de gasolinas en TK (desviación engravedad específica en todo el volumen del TK de 0.003)

RESULTADOSRESULTADOS:

-TK con 1 P43: Total homogeneización y mezcla en 6.5 horas. Este tiempo demezclado puede ser reducido a menos de 1 hora añadiendo HC correctores a travéspdel 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 acumuladosOBJETIVO: resuspensión lodos y recuperación HC en TK con lodos acumulados

RESULTADOS : (ver simulaciones)• Reducción del 90% de los lodos segúntipo de HC, temperatura, viscosidad,frecuencia operación.

• Recuperación del 90-95% de HC delodos, que se reintegran a proceso

• HC recuperados requierenHC recuperados requierenpostprocesado y su mezclado con HCfresco para una concentración BS&Wdentro de los límites permitidos

• Tecnología usada por Exxon enrefinerías USA para limpiar tanques decrudo, bitumen, asfaltos, cat fines,….c udo, b u e , as a os, ca es,

CONFIGURACIONES DE INSTALACIÓN SEGÚN DIÁMETRO DE TK

EJEMPLOS DE INSTALACIÓN DE TANQUES DE 30M DE DIÁMETRO

Diámetro del tanque

Tipo de instalación Caudal Presión Ángulo

impellerDiámetro boquilla

30M Lateral 1 Boquilla

521 m3/h2294 galones/min3277 barriles/h

6,26 kg/cm2

85.34006 PSI5 88399 bars

45 mm 75 mm3277 barriles/h 5.88399 bars

30M Central 1 Boquilla


4,08 kg/cm2

56.89337 PSI3.92266 bars

30 mm 50 mm

Central 2 348 m3/h 4,08 kg/cm2

30M Central 2 Boquillas 1532 galones/min

2189 barriles/h

g56.89337 PSI3.92266 bars

30 mm 50 mm

EJEMPLOS DE INSTALACIÓN DE TANQUES DE 70M DE DIÁMETRODiámetro del Tipo de Caudal Presión Ángulo Diámetro

tanque instalación Caudal Presión impeller boquilla

70M Lateral 2 Boquillas


13,22 kg/cm2

184.9035 PSI12.74865 bars

65 mm 87,5 mm

708 m3/h 7 24 kg/cm2

70M Lateral 3 Boquillas


7,24 kg/cm2

99.5634 PSI6.864655 bars

50 mm 87,5 mm

70M Central 1 Boquillas


8,37 kg/cm2

113.7867 PSI7 84532 bars

50 mm 87,5 mmq 4453 barriles/h 7.84532 bars

70M Central 2 Boquillas


8,37 kg/cm2

113.7867 PSI7.84532 bars

50 mm 87,5 mm

COMPARATIVA P43 CON SISTEMA DE AGITACION TIPO PROPELA Ó HELICE (SEPM)

M fi i i it ió l d l l d h i t

( )

- Mayor eficiencia agitación, solapes del alcance de chorros y ausencia zonas muertas- Aumento seguridad - Equipo únicamente mecánico, sin motor ni alimentación eléctricajunto a un tanque que puede producir atmósferas explosivas- Se anula el riesgo de fugas por trabajar sumergido en el hidrocarburo, habituales enlos agitadores de hélice por desgaste de los cierres mecánicos, sobre todo conhidrocarburos 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 deservicio del tanque por limpieza ó inspección

- Alcance mantenimiento: Inspección visualRenovación del aceite lubricante de la reductora EP320S tit ió d j t d t id d iSustitución de juntas de estanqueidad en caso necesario

- Después de 15 años de funcionamiento: Inspección de su estado por el fabricanteVeolia Enviromental Services:Veolia Enviromental Services:

- Comprobaciones periódicas recomendadas:

- Nivel de lodos en el tanqueNivel 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- Revisar el indicador externo para comprobar el correcto giro de las toberas

ACCESORIOS P43

Adaptador en “S”Adaptador en SEl tipo de techo no es determinante para la instalación de laP43, y el chorro de crudo no hace girar el techo flotante, deacuerdo a las pruebas realizadasacuerdo a las pruebas realizadasEn caso de que el chorro pueda impactar en las cercanías de laboquilla sobre las columnas soporte de los techos, serpentinesde calentamiento, tuberías de evacuación de agua de lluvia, ude ca e a e o, ube as de e acuac ó de agua de u a, uotros, se puede instalar un adaptador en “S” como el indicado

Indicador externo de funcionamiento

Dispositivo opcional quepermite disponer de unaindicación visual externa enindicación visual externa enel lateral del tanque delcorrecto funcionamiento delagitador

BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES

Reducción lodos y recuperación HC en suspensión (hasta el 90%)Reducción lodos y recuperación HC en suspensión (hasta el 90%)

Concentración uniforme de agua+sedimentos (BS&W) en todo el TK dentro de losparámetros 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 (depromedio, 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 granmedida la corrosión ocasionada por el agua acumulada en el fondo del TKp g

Aumento de la seguridad del personal de limpieza de tanques (consecuencia de lamenor exposición del personal a residuos peligrosos como los lodos)

Menor coste medioambiental (consecuencia del menor volumen de residuos a tratarMenor coste medioambiental (consecuencia del menor volumen de residuos a tratar,lo que minimiza las emisiones contaminantes a la atmósfera y suelo)

Mayor velocidad de mezcladoé f óMenor consumo energético y mayor seguridad frente a riesgos de explosión

frente a otras alternativas de agitación (no dispone de alimentación eléctrica)

BENEFICIOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES:CASO PRÁCTICOCASO PRÁCTICO

HIPÓTESIS DE PARTIDAHIPÓTESIS DE PARTIDA

5 TKs crudo de 200.000 barriles, con 2 agitadores P43 por TKPeriodo análissis: 10 años, acumulación 1.5m lodos ó 3.544 m3/TKRecuperación de 80% de los HC, equivalente 2835 m3 HC/TK que pasan a la venta,

valorados a 70 USD/barrilAhorro 90% del coste de la limpieza y gestión de los residuos, valorado el precio

de retirada, transporte y tratamiento de lodos en 128 USD/m3Coste construcción TK de 200.000 barriles es de 1.875.000 USD, y por lo tanto el

t d t ió d t l i d ti id d P llmenor coste de construcción de tanques para la misma productividad. Para elloconsideramos 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/díaTiempo limpie a TK se red ce en n 75% de 4 meses a 1 mesTiempo limpieza TK se reduce en un 75%, de 4 meses a 1 mes.Coste mantenimiento anual agitadores tipo propela de 4.000 USD/añoCoste 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) 10.711.352 USD

Ahorro Anual (ó más ingreso) 1.071.135 USD

Costo Total2.471.600 USD

Costo Anual247.160 USD

fi i l fi i l O

El análisis realizado es conservador ya que si este mismo cálculo lo hiciéramos para

Beneficio Total8.239.752 USD

Beneficio Anual823.975 USD

ROI:2.31

El análisis realizado es conservador, ya que si este mismo cálculo lo hiciéramos para 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

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Presentacion agitador p43 para tanques de hidrocarburos [modo de compatibilidad]