Refinerías: cambios de crudo, exceso de calidad, regulación vieja

Los cambios de crudo perturban la unidad

Qué ocurre. Cuando cambia el crudo, la unidad de destilación recibe una mezcla distinta de fracciones ligeras y pesadas. Las temperaturas, los caudales y las calidades de los productos se desvían durante horas hasta que los operarios se ponen al día a mano.

Qué cuesta. Producto fuera de especificación durante la transición, rendimiento perdido por puntos de corte equivocados y energía gastada en corregir. Los cambios de crudo son frecuentes, de modo que las pérdidas se acumulan.

Por qué la solución habitual no funciona. Los operarios esperan a que el laboratorio o el analizador les diga qué es el nuevo crudo. Los reguladores están ajustados para la alimentación anterior y luchan contra el cambio.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de datos de ensayos del crudo, registros de alimentación y registros de la unidad de cambios anteriores compruebo si las propiedades del nuevo crudo pueden estimarse de inmediato y usarse como prealimentación hacia la unidad. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué podría ganar una transición.

Más información: Regulación que se adapta a la deriva y al desgaste

Las calidades de destilación llegan de un analizador cada media hora

Qué ocurre. La calidad de los productos solo se conoce cuando informa el analizador o cuando llega el resultado del laboratorio. Entretanto, la unidad funciona con el último valor. Una perturbación permanece invisible hasta el siguiente valor.

Qué cuesta. Exceso de calidad: los productos se fabrican mejor que la especificación como margen de seguridad, lo que cuesta rendimiento de la fracción valiosa y energía.

Por qué la solución habitual no funciona. No existen lecturas de analizador más frecuentes; el analizador es lento por naturaleza. Regular solo con las temperaturas de los platos ignora la presión y la composición.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de temperaturas, presiones, caudales y valores del analizador y del laboratorio compruebo con qué precisión puede calcularse la calidad de forma continua y cuánto margen podría liberar un valor más rápido. El diagnóstico remoto a precio fijo responde para su columna.

Más información: Medidas calculadas

Los hornos de proceso trabajan con exceso de oxígeno como margen

Qué ocurre. El horno quema combustible con más aire del que necesita la llama, para estar seguro de que no hay gas sin quemar ni humo. El oxígeno de los gases de combustión se mantiene en un nivel seguro, aunque cambien la carga, el gas combustible o el tiempo.

Qué cuesta. Combustible gastado en calentar aire que sale por la chimenea. Una pérdida por la chimenea mayor de la necesaria y más emisiones por tonelada de producto.

Por qué la solución habitual no funciona. Bajar a mano el valor de consigna de oxígeno arriesga monóxido de carbono cuando algo cambia. Una sola sonda de oxígeno en la chimenea no informa de cada quemador.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir del oxígeno y el monóxido de carbono de los gases de combustión, los caudales de combustible y aire y las temperaturas compruebo cuánto puede acercarse la combustión al límite y qué protecciones necesita. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué ahorro de combustible es plausible.

Más información: Control predictivo de plantas de proceso

La desactivación del catalizador acorta la campaña de una unidad de hidrotratamiento

Qué ocurre. Un catalizador pierde actividad poco a poco. Los operarios suben la temperatura del reactor para mantener la calidad del producto, hasta que se alcanza el máximo y hay que parar la unidad. Cuál es realmente la actividad del catalizador, nadie lo mide directamente.

Qué cuesta. Una campaña más corta entre cambios de catalizador, paradas adicionales, energía para temperaturas más altas y una calidad que se acerca al límite hacia el final de la campaña.

Por qué la solución habitual no funciona. Subir la temperatura con una regla empírica es prudente al principio y tardío al final. Los calendarios de cambio de catalizador ignoran la alimentación y la carga.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de temperaturas, presiones, consumo de hidrógeno, datos de alimentación y calidad del producto en campañas anteriores compruebo con qué precisión puede estimarse la actividad y planificarse el perfil de temperatura a lo largo de la campaña. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice cuánta duración de campaña puede ganarse.

Más información: Regulación que se adapta a la deriva y al desgaste

El crecimiento de coque en los hornos de craqueo es desconocido hasta el descoquizado

Qué ocurre. En los hornos de craqueo crece coque en el interior de los tubos. Reduce la transferencia de calor y aumenta la caída de presión y la temperatura de los tubos. El horno se descoquiza cuando lo dicen las lecturas o cuando lo dice el calendario, y nadie sabe cuánto coque hay en el tubo.

Qué cuesta. La campaña es más corta de lo necesario si el horno se para pronto, y los tubos se dañan si se para tarde. Cada descoquizado cuesta producción y energía.

Por qué la solución habitual no funciona. Usar solo la caída de presión es ambiguo, porque depende de la alimentación y de la carga. Una duración de campaña fija es un compromiso.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de las temperaturas de los tubos, la caída de presión, los caudales de alimentación y de vapor y los registros de descoquizados anteriores compruebo si el crecimiento de coque puede estimarse y el descoquizado planificarse con él. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué cabe esperar.

Más información: Medidas calculadas

Las mezclas de productos llevan exceso de calidad

Qué ocurre. Los combustibles y otros productos se mezclan a partir de varios componentes para cumplir una especificación. La mezcla se calcula a partir de valores de laboratorio de los componentes, que son viejos cuando se usan, y después se corrige. Para estar seguros, la mezcla se hace mejor de lo necesario.

Qué cuesta. Componentes caros usados donde pasarían otros más baratos, y mezclas que no cumplen y hay que reprocesar. A lo largo de un año, el exceso de calidad suma mucho margen.

Por qué la solución habitual no funciona. Las recetas de mezcla de la oficina de planificación se basan en los últimos datos de laboratorio. Un analizador nuevo en la línea de mezcla da un valor, pero no una decisión.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de las calidades de los componentes, el historial de mezclas y los valores del analizador y del laboratorio compruebo con qué precisión pueden estimarse las calidades y optimizarse una mezcla frente a la especificación. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice cuánto exceso de calidad podría eliminarse.

Más información: Control predictivo económico

El balance de hidrógeno se gestiona a mano

Qué ocurre. El hidrógeno se produce en una unidad y se consume en muchas otras. El balance entre productores, consumidores y compresores lo gestiona el operador en la sala de control, que reacciona cuando la presión en la red baja o sube.

Qué cuesta. Hidrógeno venteado a la antorcha cuando hay excedente, hidrógeno adicional producido o comprado cuando hay escasez y compresores que trabajan más de lo necesario.

Por qué la solución habitual no funciona. Las reglas de operación para un orden fijo de consumidores no pueden seguir los cambios de las unidades. Un amortiguador mayor en la red se paga en coste.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de las presiones de la red, los caudales, las cargas de las unidades y los planes compruebo cómo podría repartirse el hidrógeno para lograr el menor coste y el menor venteo, con previsiones de consumo. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué ahorro es plausible.

Más información: Control predictivo económico

El tratamiento de gas mantiene grandes márgenes respecto al punto de rocío

Qué ocurre. El gas debe salir de la planta con un punto de rocío lo bastante bajo para el gasoducto. El punto de rocío lo mide un analizador con retraso o se calcula a partir de unas pocas señales. La planta funciona con margen para no salirse de especificación.

Qué cuesta. Un caudal inferior al que la planta podría dar, energía adicional de enfriamiento o de regeneración y gas que se seca y se enfría más de lo necesario.

Por qué la solución habitual no funciona. Un margen mayor es seguro y caro. Un analizador más rápido no elimina la dependencia de la carga y del gas de entrada.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de la composición del gas de entrada, las temperaturas, las presiones y las mediciones del punto de rocío compruebo si el punto de rocío puede estimarse con la calidad suficiente para trabajar más cerca del límite. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice cuánto margen podría liberarse.

Más información: Medidas calculadas

Las estaciones de compresión mantienen grandes márgenes frente al bombeo

Qué ocurre. Un compresor puede entrar en bombeo, que es violento y puede destruirlo. Para evitarlo, la regulación mantiene el punto de funcionamiento bien lejos de la línea de bombeo y abre pronto una válvula antibombeo.

Qué cuesta. El gas recirculado por la válvula se comprime dos veces en vano, lo que cuesta potencia. El compresor trabaja en un punto de menor rendimiento del que podría.

Por qué la solución habitual no funciona. Acercar la línea de bombeo a mano es un riesgo que nadie quiere asumir. Un mapa del fabricante es válido para máquinas nuevas y para el gas de diseño.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los datos del compresor (caudales, presiones, temperaturas, velocidades, posiciones de válvula) compruebo con qué precisión puede estimarse el límite de bombeo para el estado y el gas actuales. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice cuánta potencia podría ahorrarse.

Más información: Medidas calculadas

Quema en antorcha durante las perturbaciones del proceso

Qué ocurre. Cuando una unidad se perturba, el gas va a la antorcha. La causa suele ser una cadena de sucesos entre varias unidades, donde un operario actúa y otro se sorprende. La antorcha arde, con humo y ruido que notan los vecinos.

Qué cuesta. Producto y combustible perdidos, emisiones, quejas del vecindario y problemas con el permiso. Cada episodio de quema debe notificarse.

Por qué la solución habitual no funciona. Las alarmas llegan cuando ya está ocurriendo. La regulación de cada unidad actúa por su cuenta y no sabe qué hará la unidad siguiente.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los registros de alarmas y de los registros de caudal y presión de episodios anteriores compruebo qué perturbaciones pueden preverse y cómo podrían coordinarse las unidades para reducir la carga sobre la antorcha. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué abordaría una regulación coordinada.

Más información: Control predictivo de plantas de proceso

Los movimientos de tanques se planifican a mano

Qué ocurre. El parque de tanques recibe crudo y productos de buques y oleoductos y entrega a unidades y clientes. Los planificadores encajan a mano en una hoja de cálculo los movimientos en tanques, bombas y líneas, y cambian el plan cada vez que un buque se retrasa.

Qué cuesta. Sobrestadías cuando un buque espera, errores de mezcla cuando el producto equivocado entra en un tanque y capacidad ociosa por un plan prudente.

Por qué la solución habitual no funciona. Una hoja de cálculo comprueba un plan, pero no puede buscar uno mejor. Más capacidad de tanques como amortiguador es el remedio más costoso.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de datos de tanques, calendarios de buques, restricciones de líneas y bombas y movimientos pasados compruebo cómo un optimizador podría sugerir planes y replanificar tras un retraso. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice cuánto podría reducir del coste.

Más información: Trayectorias óptimas y planes de valores de consigna

Los hornos eléctricos para craqueadores de vapor traen una dinámica nueva

Qué ocurre. Los planes de calentar los craqueadores con electricidad cambian el comportamiento del horno. El calentamiento eléctrico reacciona más rápido que los quemadores y sigue el suministro eléctrico. La regulación existente se diseñó para la combustión de gas.

Qué cuesta. Incertidumbre sobre la estabilidad y la calidad del producto antes de construir la primera unidad, y el riesgo de cambios costosos tras la puesta en marcha.

Por qué la solución habitual no funciona. Tomar el concepto de regulación del horno de gas y cambiar el actuador ignora la dinámica distinta. El ensayo y error en un horno a escala real queda descartado.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los datos de diseño del horno y del proceso compruebo qué muestra un modelo del horno calentado eléctricamente sobre la dinámica y qué concepto de regulación conviene. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué aclarar antes de cerrar el diseño.

Más información: Control predictivo de plantas de proceso

El coprocesamiento de alimentación biogénica cambia el comportamiento de la unidad

Qué ocurre. Las refinerías añaden aceites vegetales u otra alimentación de origen biológico a los cortes de crudo normales. La mezcla de moléculas es distinta: más oxígeno, más agua, otros contaminantes. La unidad, ajustada para alimentación fósil, responde de forma distinta a cada lote.

Qué cuesta. Un envejecimiento más rápido del catalizador, una calidad de producto que se mueve y temperaturas y presiones para las que los operarios aún no tienen intuición.

Por qué la solución habitual no funciona. Tratar la alimentación biogénica como un corte más con una proporción fija no sigue las diferencias entre lotes. Las pruebas en la unidad real son caras y lentas.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de análisis de la alimentación, registros de la unidad y calidades de producto con proporciones biogénicas compruebo cómo responde la unidad y si una regulación adaptativa puede seguir los lotes. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué podría esperar.

Más información: Regulación que se adapta a la deriva y al desgaste

Los analizadores son caros y a menudo están fuera de servicio

Qué ocurre. Los analizadores en línea son caros de comprar y de mantener. Necesitan líneas de muestra, acondicionamiento y calibración, y se averían. Cuando uno está parado, los lazos que dependen de él pasan a manual.

Qué cuesta. Una regulación que queda ciega durante días, márgenes que suben durante la avería y personal de mantenimiento que dedica mucho tiempo a mantener vivos los instrumentos.

Por qué la solución habitual no funciona. Comprar un segundo analizador duplica el mantenimiento. La operación manual se apoya en el valor de laboratorio del turno.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de las variables de proceso que siguen funcionando y del historial del propio analizador compruebo si un valor calculado puede sustituir al analizador durante las averías y corregirse cuando vuelve. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué analizadores son buenos candidatos.

Más información: Medidas calculadas

Cientos de lazos de regulación, muchos de ellos deficientes

Qué ocurre. Una refinería tiene cientos o miles de lazos de regulación. Muchos oscilan, están en manual o llegan al límite de una válvula. Los ingenieros de regulación no pueden mirarlos todos, así que los malos siguen siendo malos.

Qué cuesta. Variabilidad en el proceso que obliga a dejar márgenes de calidad y de energía, y lazos que causan problemas en otras unidades. Los valiosos beneficios de la capa de regulación avanzada se pierden cuando fallan los lazos de base.

Por qué la solución habitual no funciona. Revisar lazos a mano ante una queja encuentra los más ruidosos, no los más caros. No hay más ingenieros disponibles para el trabajo con lazos.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los registros de lazos del sistema de control (valores de consigna, mediciones, salidas, modos) clasifico los lazos por lo que cuestan y encuentro las causas probables. El diagnóstico remoto a precio fijo le da una lista de los lazos que conviene arreglar primero.

Las avalanchas de alarmas ocultan la avería real

Qué ocurre. Cuando una unidad se dispara, llegan decenas de alarmas en un minuto. El operador en la sala de control no puede distinguir cuál es la causa y cuáles son las consecuencias. Muchas son alarmas permanentes que nadie ha despejado.

Qué cuesta. Reacción lenta ante la avería real, decisiones erróneas bajo estrés y un riesgo para la seguridad. Las plantas que toleran muchas alarmas cada día enseñan a los operadores a ignorarlas.

Por qué la solución habitual no funciona. Subir los límites de alarma para reducir el número silencia también las útiles. Una lista de reglas para cada combinación nunca está completa.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los registros de alarmas y sucesos, junto con la estructura del proceso, compruebo qué alarmas se siguen de qué causa y dónde un modelo podría señalar la primera. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué podría eliminarse o agruparse.

Los viejos reguladores multivariables se desconectan y se pierde el beneficio

Qué ocurre. Hace años se instaló un control avanzado de procesos. La planta cambió, las personas que lo construyeron se han ido y los operarios han desconectado el regulador porque se comporta de forma extraña. La unidad vuelve a funcionar a mano.

Qué cuesta. Se pierden los beneficios que daba en rendimiento y energía, y nadie los tiene en las cuentas como pérdida. Un proyecto nuevo tiene que empezar de cero.

Por qué la solución habitual no funciona. Reajustar el regulador viejo sin el conocimiento necesario rara vez funciona. La licencia del programa y el modelo antiguo suelen estar anticuados.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir del historial del regulador, de registros de cuando funcionaba bien y de los datos actuales de la unidad compruebo qué ha cambiado y si una nueva identificación de los modelos puede recuperarlo. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué exigiría una renovación.

Más información: Control predictivo de plantas de proceso

El vapor y la electricidad del emplazamiento no se optimizan en conjunto

Qué ocurre. El emplazamiento produce vapor en calderas y turbinas, compra o vende electricidad y atiende las demandas de las unidades. Los colectores de vapor, las turbinas y las calderas se operan con reglas para cada uno, y nadie mira el conjunto.

Qué cuesta. Vapor venteado a un nivel de presión mientras otro escasea, turbinas funcionando en un punto malo y electricidad comprada a un precio alto mientras la generación propia está parada.

Por qué la solución habitual no funciona. Las reglas por colector no ven el coste de la electricidad en el momento. Una caldera mejor aporta menos que un mejor plan de operación para lo ya instalado.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de balances de vapor, datos de turbinas y calderas, precios de la electricidad y demandas de las unidades compruebo cómo un plan conjunto de vapor y electricidad podría reducir el coste. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué ahorro cabe esperar.

Más información: Control predictivo económico

Las paradas de los analizadores de emisiones ponen en riesgo el cumplimiento

Qué ocurre. Las emisiones de chimeneas y hornos las miden analizadores que deben funcionar de forma continua. Cuando uno falla, la planta tiene lagunas en su registro y debe seguir las reglas del permiso sobre valores sustitutivos o parada.

Qué cuesta. Sanciones y trabajo de notificación, valores sustitutivos que son conservadores y una carga de planta limitada por la medición que falta.

Por qué la solución habitual no funciona. Un segundo analizador duplica el equipo y el mantenimiento. Las muestras manuales no llenan el hueco.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de datos de proceso, señales de combustible y de gases de combustión y del historial del analizador compruebo si las emisiones pueden calcularse con una calidad que el permiso acepte como sustituto. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué prueba esperaría probablemente la autoridad.

Más información: Medidas calculadas

Las plantas reconvertidas a nuevas materias primas se comportan de forma desconocida

Qué ocurre. Se reconvierten unidades para procesar materias primas nuevas, como aceites usados, aceites de origen biológico o hidrógeno. Las tuberías y los recipientes son los antiguos, la química no. Ningún operario la ha operado antes.

Qué cuesta. Sorpresas en la puesta en marcha: temperaturas inestables, producto fuera de especificación, ensuciamiento. La puesta en marcha lleva más tiempo y los primeros meses no son rentables.

Por qué la solución habitual no funciona. Fiarse de la planta piloto de laboratorio ignora la escala de la planta. Las instrucciones de operación antiguas describen el comportamiento antiguo.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de datos de diseño, resultados de laboratorio y registros de la unidad existente compruebo qué muestra una simulación de la unidad reconvertida sobre estabilidad y límites, antes de tocar la planta. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué aclarar primero.

Más información: Control predictivo de plantas de proceso