DIAGNÓSTICO DE FACTORES Y PLAN DE MEJORA ASOCIADOS A …
27
DIAGNÓSTICO DE FACTORES Y PLAN DE MEJORA ASOCIADOS A LA GENERACIÓN DE SLOP EN LA REFINERÍA DE CARTAGENA - ECOPETROL CORREA PADILLA DAVID DELGADO ROJAS ALFONSO AUGUSTO PUELLO MOYA KARIN Programa de Ingeniería Química Facultad de Ingeniería, Arquitectura, Artes y Diseño Universidad San Buenaventura seccional Cartagena E:mail: [email protected] [email protected] [email protected] Recibido: Junio 11 de 2014 Aprobado: Julio 11 de 2014
Transcript of DIAGNÓSTICO DE FACTORES Y PLAN DE MEJORA ASOCIADOS A …
DIAGNÓSTICO DE FACTORES Y PLAN DE MEJORA ASOCIADOS A LA
GENERACIÓN DE SLOP EN LA REFINERÍA DE CARTAGENA - ECOPETROL
CORREA PADILLA DAVID
DELGADO ROJAS ALFONSO AUGUSTO
PUELLO MOYA KARIN
Programa de Ingeniería Química
Facultad de Ingeniería, Arquitectura, Artes y Diseño
Universidad San Buenaventura seccional Cartagena
E:mail: [email protected]
Recibido: Junio 11 de 2014
Aprobado: Julio 11 de 2014
RESUMEN
En la actualidad el drenaje del agua proveniente de los tanques de almacenamiento de crudos y
productos terminados de la refinería de Ecopetrol en Cartagena se realiza de forma manual, lo que
no permite hacer un control óptimo de los vertimientos, permitiendo el arrastre de hidrocarburos
que se convierte en slop1. Adicionalmente no existe un mecanismo en las unidades de proceso que
permita identificar las fuentes y cuantificar el aporte de cada dependencia a este residuo.
La presente investigación estuvo orientada a la identificación de las fuentes de generación de
Slop en la refinería de Cartagena, a la elaboración de planes de acción, recursos de ingeniería e
infraestructura necesarios para disminuir los vertimientos evitando así pérdidas económicas e
impacto al medio ambiente. Cuando hay alta generación de slop, el control final para evitar que el
agua que se vierte a la bahía salga contaminada con este slop, se vuelve ineficiente, causando un
impacto negativo a este cuerpo de agua. Para mejorar el control fue necesario identificar los factores
asociados con la presencia de dicho fenómeno, sus orígenes, premisas y factores claves que
garanticen el éxito de las propuestas generadas. Para la obtención de la información requerida se
tomó como base la normatividad ambiental vigente y las políticas ambientales de la refinería. La
infraestructura existente como hardware a ser analizado desde el punto vista de ingeniería y con
oportunidad de mejoras. Los principales resultados de la investigación hacen referencia a la
identificación de equipos y sistemas que aportan hidrocarburos fuera de especificación a la corriente
de slop, la implementación de rondas estructuradas para hacer seguimiento a diario de la generación
1 Se denomina SLOP a una corriente de hidrocarburos conformada por productos recuperados de toda la refinería, de
algunas unidades de proceso cuando los productos tienen especificaciones que no cumplen con los parámetros de calidad
se retiran hacia esta corriente, productos dentro de especificaciones evacuados desde las plantas a través de líneas de
desocupación de emergencia durante contingencias operativas, también por lavados de equipos y tuberías, drenajes de
tanques de almacenamiento, drenaje de tambores de procesos, por toma y análisis de muestras, derrames involuntarios,
etc.
de slop, la cuantificación diaria del slop generado para poder tomar acciones correctivas de forma
inmediata, entre otros.
Palabras claves: Slop, Aguas Residuales, Drenajes, Separador API, Hidrocarburos.
DIAGNOSIS AND FACTORS ASSOCIATED WITH IMPROVEMENT PLAN
GENERATION SLOP IN CARTAGENA REFINERY – ECOPETROL
ABSTRACT
At present the drainage of water from the storage tanks of crude and finished products of the
Ecopetrol refinery in Cartagena, is done manually which does not allow optimal control of dumps,
allowing entrainment of hydrocarbons becomes in slop2. Additionally, there is no mechanism in the
process units to identify the sources and quantify the contribution of each unit to the residue.
This research was aimed at identifying the sources of generation Slop refinery in Cartagena, the
development of action plans, engineering resources and infrastructure needed to reduce discharges
avoiding economic losses and environmental impact. When high slop generation, final inspection to
prevent water being poured out of the bay contaminated with this slop, becomes inefficient, causing
a negative impact to this body of water. To improve control was necessary to identify the factors
associated with the presence of this phenomenon, its origins, assumptions and key factors to ensure
the success of the proposals generated. To obtain the required information was based on the existing
environmental regulations and environmental policies of the refinery. The existing infrastructure
and hardware to be analyzed from the standpoint of engineering and opportunity for improvement.
2 SLOP is called a hydrocarbon stream recovered comprised of all refinery process units of some products when the
products have specifications that do not meet the quality parameters are removed to this current products within
specifications evacuated from plant through emergency unemployment lines during operational contingencies, also for
washing of equipment and pipelines, storage tanks, drains, drain drums processes, collection and analysis of samples,
unintentional spills, etc.
Main research results refer to the identification of equipment and systems that provide oil out of
specification, implementation of structured rounds daily to monitor the generation of slop, slop
daily quantification generated to take corrective actions immediately, and others.
Keywords: Slop, Sewage, Drainage, API Separator, Hydrocarbons
1. INTRODUCCION
El slop, por no cumplir con especificaciones de calidad aceptada, no puede ser
manejado en los tanques de almacenamiento como un producto terminado y/o intermedio,
porque son una mezcla de hidrocarburos contenidos en los drenajes de los tanques de
almacenamiento y deslastres de Buque tanques, productos terminados y materias primas
evacuados de las Unidades de proceso durante contingencias operativas o producto que ha
sido recuperado en la Planta de Tratamiento de aguas Residuales. Por la variedad en las
características y volúmenes de los productos que llegan a esta corriente (slop), éste no tiene
unas características definidas, razón por la cual se maneja en un sistema independiente con
tanques de almacenamiento propio.
En la actualidad se está generando slop por encima de la meta establecida por la
gerencia de la refinería de Cartagena. Esta meta se define con base en un porcentaje de la
carga de hidrocarburo a ser procesado en el complejo industrial, la cual tiene como
referente las mejores prácticas operacionales de la refinería de Barrancabermeja que han
permitido controlar la generación de slop en 0,12% de la carga diaria a la planta. La
refinería de Cartagena tiene una carga promedio de 80.000 barriles por día (BD) y la
generación de slop está en promedio 320 BD (0,4% de la carga). El valor de degradar y
reprocesar hidrocarburos puede estar del orden de 20 US$/Barril.
En vista de lo anterior, se requiere tomar medidas para disminuir la generación de slop
para evitar pérdidas económicas e impacto al ambiente. Para ello se requiere identificar los
factores asociados con la presencia de dicho fenómeno en la refinería de Cartagena
conducentes a la generación de una solución eficaz traducida en el vertimiento máximo de
100 BD.
Todo lo anterior enmarca el accionar de Ecopetrol en el cumplimiento de leyes o
decretos como los siguientes: Decreto 1449 de 1997 (Ministerio de Agricultura):
Obligaciones de los propietarios de predios en relación a la conservación, protección y
aprovechamiento de las aguas; Decreto 1299 de 2008 (Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial): Contar con Departamentos de Gestión Ambiental que velen por el
cumplimiento de la normatividad ambiental vigente; Resolución 1275/06 (Ministerio de
Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial): Estudio de Impacto Ambiental para los
proyectos de conducción de fluidos por ductos en el sector de hidrocarburos y se adoptan
otras determinaciones; Decreto 3930/10 (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial): Control de vertimientos para ampliaciones y modificaciones; Manual para el
manejo de emergencias en la Gerencia Refinería de Cartagena- GRC-DHS-M-001 y el Plan
de Gestión del Riesgo para el manejo de Vertimientos en el Sistema de Tratamiento de
Aguas Residuales-GRC-PRS-L-003 (estos dos últimos son documentos internos de
Ecopetrol); Resol. 4741 de 2005 (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial): El generador de los desechos tiene la obligación de recolectarlos, tratarlos o
disponerlos.
Objetivos y alcance
El objetivo general de este estudio es el de identificar los factores asociados a la
generación de slop en cada una de las unidades de proceso de la refinería de Cartagena y
sugerir planes de acción para disminuir esta generación. Adicionalmente, se busca
diagnosticar el nivel de conocimiento y experticia de los operadores como mecanismo para
identificar su grado de competencias relacionadas con la operación y manejo del slop. Se
pretende diseñar un plan para toma de datos en las unidades de proceso como mecanismo
de trazabilidad de la generación de slop. Al mismo tiempo, consolidar las herramientas
informáticas que permita la identificación de factores asociados a la generación de slop y
ayude al registro e interpretación de la información recolectada. También se requiere
identificar equipos críticos con impacto en la generación de slop, su modo de operación y
sus fallas recurrentes.
2. METODOLOGIA
En el proyecto participaron estudiantes de 2 plantas operativas que generan slop y otra
que se encarga de recogerlo y almacenarlo para ser enviado a reproceso. Los
investigadores del presente proyecto determinan que el tipo de la investigación es de
campo, de forma descriptiva, realizando acompañamientos a los operadores en la ejecución
de sus actividades, verificando generación de reportes operativos y consulta con los
especialistas del área. La población objeto de estudio para la presente investigación está
conformada por los departamentos de Cracking, Materias Primas, Crudo y Muelle de
Refinería. Se tomaron muestras en las áreas operativas en cada una de sus conexiones al
sistema de slop.
El muestreo se realizó al sistema de almacenamiento y alcantarillado en cada una de las
unidades durante un periodo de veinte días, en los cuales se tomó una muestra diaria a
cada uno de ellos, estas se tomaron en botellas color ámbar con capacidad de 1 litro y
enviadas al laboratorio donde fueron analizadas bajo el método ASTM D86 Destilación
Atmosférica (Gravedad API, agua y sedimentos).
No fue posible realizar medición de flujo en los registros de salida de cada una de las
plantas por carecer de instrumentos de medición. Se verificó aporte al sistema de slop en
todos los sitios donde existen facilidades para recolectar muestras de hidrocarburo. Por lo
tanto, el slop se cuantifica con lo recolectado en el tanque 3103, destinado como tanque de
recibo de slop.
API SEDIMENTO AGUA BSW API SEDIMENTO AGUA BSW
31,5 . . . 30 0,1 1 1,1
31,1 0,45 0,05 0,5 29,5 0,02 0 0,02
33,8 1 0,1 1,1 31.1 0 0,05 0,05
31,1 0,3 0,05 0,35 28,5 0,2 0 0,2
32,4 0,4 0 0,4 28 1 0,1 1,1
32,9 0,02 0 0,02 32,9 0,6 0,2 0,8
35,1 0,1 0 0,1 27,8 0,2 2 2,2
36,7 0,05 0 0,05 28,6 0 0,1 0,1
23 2 12 14 31,6 0 0 0
33,6 0,3 0 0,3 33,6 0,5 1 1,5
39,8 0,1 0,1 0,2 29,4 0,4 0 0,4
36,9 0,1 0 0,1 29,7 0,05 0,05 0,1
38,4 0,05 0 0,05 26,5 0 0,05 0,05
33,5 0,5 0 0,5 27,7 1 0,05 1,05
40,5 0 0,05 0,05 27,9 0,05 0 0,05
36,9 0 0,05 0,05 28,3 0,6 0 0,6
37,6 0,6 0 0,6 27,1 0,4 1 1,4
36,4 0,4 0,1 0,5 27 1,2 0,2 1,4
34,4 0,05 0,2 0,25 29,6 0 0,1 0,1
33,5 0 0,1 0,1 30,2 0,2 0,2 0,4
Tabla 2. análisis de laboratorio
Planta de Crudo
Nota : Resultados de calidad del muestreo diario al tanque
Nota : Resultados de calidad del muestreo diario al registro
de salida de slop
TK-3103REGISTRO DE AGUAS ACEITOSAS
SALIDA PLANTA DE CRUDO MH -JG
Tabla 1. análisis de laboratorio TK 3103
API SEDIMENTO AGUA BSW API SEDIMENTO AGUA BSW
35,3 0 0,2 0,2 31,4 0,3 0,4 0,7
38,9 0,02 0 0,02 43,9 0 0 0
38,4 0,05 0,2 0,25 43,7 0 0 0
39,4 0 0 0 43,5 0,05 0,05 0,1
40,3 0,02 1 1,02 43,8 0,1 0 0,1
36,7 1 0,1 1,1 36,7 0,05 0,05 0,1
37,8 1 0,1 1,1 36,2 0,025 0 0,025
36 0 0,2 0,2 37,6 0,05 0,05 0,1
34 0,5 0,05 0,55 38,2 0,05 0 0,05
34,5 0,2 0,1 0,2 37,5 0,05 0 0,05
38,9 0,5 0,1 0,6 37,3 0,05 0 0,05
37,2 1 0,05 1,05 37,12 0,05 0,01 0,06
35,6 0,2 0,1 0,3 49,6 0,1 0,05 0,15
36,4 0,2 0,2 0,4 41,8 0 0,2 0,2
40,1 1 0 1 48,6 0,1 0 0,1
39,9 0,05 0 0,05 46,3 4,6 0 4,6
35,5 0 1 1 36,9 0 0,3 0,3
38,1 1 0,2 1,2 34,8 1 0 1
37,1 0 0,05 0,05 18,6 0 2 2
37 0,05 0 0,05 35,6 0,4 0 0,4
Tabla 3. análisis de laboratorio
Planta de Cracking
Tabla 4. análisis de laboratorio
Materias Primas
Nota : Resultados de calidad del muestreo diario al registro
de salida de slop
Nota : Resultados de calidad del muestreo diario al registro
de salida de slop
REGISTRO DE AGUAS ACEITOSAS
SALIDA PLANTA DE CRACKING MH -B4
REGISTRO DE AGUAS ACEITOSAS
SALIDA PLANTA DE MATERIAS PRIMAS
API SEDIMENTO AGUA BSW
18,2 0 2 2
32,9 0,6 0,2 0,8
43,1 0 0 0
Tabla 5. análisis de laboratorio
Separador API
CANAL DE AGUAS ACEITOSAS
ENTRADA A SEPARADOR API
Nota : Resultados de calidad del muestreo aleatorio al canal
de entrada del Separador API
DIA DEL MES 31
Volumen inicial
TK 3103UNIDADES FECHA
Volumen a
las 23:59
Incremento
por díaTransf. A TK
Volumen
transferido
4655 bbls 01/12/2013 4938 283 0
02/12/2013 4140 85 883
03/12/2013 2327 132 1945
04/12/2013 3041 714 0
05/12/2013 3053 12 0
06/12/2013 3118 65 0
07/12/2013 3479 361 0
08/12/2013 3709 230 0
09/12/2013 3947 238 0
10/12/2013 2366 475 2056
11/12/2013 2416 50 0
12/12/2013 2694 278 0
13/12/2013 2929 235 0
14/12/2013 3040 111 0
15/12/2013 3335 295 0
16/12/2013 3497 162 0
17/12/2013 2692 660 1465
18/12/2013 3130 438 0
19/12/2013 3320 190 0
20/12/2013 1592 365 2093
21/12/2013 2117 525
22/12/2013 2458 341
23/12/2013 2728 270
24/12/2013 3007 279
25/12/2013 3170 163
26/12/2013 1852 381 1699
27/12/2013 1920 68
28/12/2013 2150 230
29/12/2013 2480 330
30/12/2013 2550 70
31/12/2013 2680 130
TOTAL: 8166 bls
Promedio 263 BD
MES DE DICIEMBRE 2013
Tabla 6. Inventario diario de slop del tanque 3103
Nota: Volumen existente en el tanque todas las noches durante el mes de diciembre de 2013
Adicionalmente los autores del estudio consideraron necesario recurrir a la revisión
bibliográfica como parte del proceso de investigación.
Para la realización de las entrevistas las actividades se distribuyeron así:
Entrevistas a Ingenieros especialistas de cada planta con el propósito de conocer que
perturbaciones operativas presentaban sus unidades y el impacto de estas en la generación
de slop. Recolección de muestras en campo con el objetivo de enviarlas a laboratorio y
realizar análisis. Analítica de laboratorio para identificar la clase de producto y su posible
fuente generadora.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Con base en los resultados realizados en la refinería de Cartagena en cada una de las
áreas analizadas y luego de cruzar la información obtenida se pudo definir que se tendrán
que establecer controles para la reducción del slop a niveles dentro de los parámetros
establecidos sin que esto signifique la reducción total.
Se encontraron trabajos en los cuales se analiza el tema de la generación de slop como
una condición normal dentro del proceso de refinación (Guevara Almendariz Jose Vinicio
(1998). Tratamiento del Slop para su reprocesamiento en refinería Esmeralda, Ecuador y
Chanaga Quiroz Tania, Investigación sobre el manejo del Slop en refinerías. Instituto
Colombiano del petróleo). Sin embargo en dichos estudios se evidencia que todo hace
parte de corrientes derivadas del hidrocarburo pero que se genera dentro de unos
parámetros normales basados en el valor de barriles procesados. En los estudios se
menciona solamente que cuando se presentan perturbaciones se incrementa un poco la
cantidad de barriles de slop generados, sin embargo no mencionan las razones o causas
reales para que cuando aparentemente no hay perturbaciones (que es el caso que nos atañe),
se genere slop con valores de hasta 3 y 4 veces por encima del normal.
Cada una de estas secciones y su aporte al manejo del slop, se detallan a continuación,
basados en el Manual de operaciones de Materias Primas y Productos, Cartagena, 2005
SISTEMAS DE SEPARACIÓN MECÁNICA.
El separador API de tratamiento primario remueve hidrocarburos e impurezas del flujo
provenientes de las diferentes unidades de proceso, proporciona el tiempo de retención y las
condiciones de flujo necesarias para la sedimentación y flotación de las impurezas y
elimina los productos de la sedimentación y flotación mediante limpieza programada. El
Separador API en la unidad está conformado por el canal sur de pre-separación y los cuatro
compartimientos.
La separación de los sólidos sedimentables y de los HC libres se realiza en las cámaras 1
y 2. La separación de los sólidos menos densos o flotantes e HC emulsionados se realiza en
las cámaras 3 y 4. En esta zona se recupera la mayor parte del slop generado el cual es
enviado a tanques para su reproceso.
TRATAMIENTOS BIOLOGICOS.
En esta sección, se realiza la separación de los sólidos disueltos, dentro de los cuales se
incluyen hidrocarburos (fenoles) que no son fácilmente separados en tratamiento primario. .
Para lo anterior, se cuenta con una planta productora de caldos microbianos (Manual de
tratamiento de bacterias 1 y 2, Cartagena, 2000)
Canal de Homogenización. A este canal, llega el agua proveniente del Separador API, en
el cual se neutraliza mediante adición de soda o ácido y se distribuye en las cámaras del
skim pond. Adicionalmente se cuenta con una Planta de Tratamiento de Caldos
Microbianos. En esta planta, se prepara el caldo microbiano para adición al skim pond
donde consumirán los fenoles presentes en el slop.
El tanque de Nutrientes TK-1005 recibe agua proveniente de la descarga de las
Bombas P-1007A/B y nutriente (Fertilizante NPK Triple 15), luego esta solución pasa a
los Biorreactores BX-1001-03 donde se adiciona la cepa microbial (Fenobiol). Una vez se
prepara el caldo microbiano (nutriente + cepa) se transfiere hacia el skim pond que es un
reactor tipo pistón donde se realiza la biodegradación. Está compuesto de seis (6) cámaras
que generalmente operan en serie.
El agua proviene del canal de homogenización, Unidad 300 y del CPI (Corrugate Plate
Interceptor, equipo que separa el hidrocarburo del agua), pasa a través de las cámaras 1 y 2
donde se inyecta aire, luego a las cámaras 3 a 6 y luego continúa hacia la trampa de slop.
Foto 2. Cámaras de separación del slop con
el agua– Foto del autor
Foto 3. Recolección de slop – Foto del
autor
Canales de Sedimentación. El agua que sale de la trampa de slop recibe las corrientes
de agua provenientes de la salida de la Piscina de aguas Lluvias Nº 1 y luego la corriente
de agua de enfriamiento de turbogeneradores proveniente de la USI.
Luego pasa a los canales de sedimentación, los cuales están poblados por manglares que
actúan como filtros biológicos ya que estos son capaces de adherir a su masa vegetal
metales pesados tales como el cromo, el plomo y otros. Finalmente, se descarga a la bahía.
Para el almacenamiento del slop, se cuenta con 2 tanques identificados como TK-3103
y TK-3104. Estos tanques tienen válvulas de ¾” en las paredes para seguimiento al nivel
de agua, succión movible con malacate graduable en su parte exterior y con una capacidad
de almacenamiento de 6.000 Bls, cada uno. Están instalados en el área del Separador con el
objeto de manejar el Slop que allí se recupera y prepararlo para luego transferirlo al tanque
tratador de slop, TK-3062
El agua con slop recogida en el pozo recolector, se envía con las bombas GX-P-1 y/o
GX-P-2 hacia el tanque 3104 por una línea de 6” que entra al tanque a una altura de 4,57
m. del fondo. El tanque está diseñado con un tiempo de residencia que permite más
separación agua-slop, además el tanque permanece drenando por la base, el agua libre por
salida de 4” y línea de 6” hacia el Canal Sur del Separador donde se separaría cualquier
arrastre de hidrocarburo para ser recogido nuevamente y el agua libre entra al proceso de
remediación antes de salir finalmente de la refinería hacia la bahía.
Cuando el Tanque 3104 tenga alto nivel con mucho slop libre de agua acumulado,
situación que el operador debe confirmar verificando en las válvulas instaladas en las
paredes del tanque, se debe alistar el Tanque 3103 con medición manual incluida, luego
comenzar a pasar el Slop libre del Tanque 3104 hacia el Tanque 3103. Para esta operación,
se debe utilizar la succión movible del Tanque 3104, la cual no se debe bajar de 5.0 m para
garantizar buena calidad en el Slop que se está transfiriendo.
Con una buena operación del sistema anteriormente mencionado, se puede lograr que el
slop que pasa al Tanque 3103 tenga bajo contenido de agua, sin embargo, es requisito
hacer análisis de sedimento y agua al Slop recuperado para transferirlo al tanque de
reproceso, operación que solo se hace si el contenido de BS&W está por debajo de 0.50%,
Para esas transferencias se cuenta con la bomba GX-P-3 que succiona del tanque 3103 por
la succión graduable y una línea de 6” levantada a 800 mms del fondo del tanque. El nivel
de vaciado mínimo de éste es de 1,50 m. Los tanques 3103 y 3104 están conectados con el
tanque 1017 por una línea de 6”, cuando estos tienen alto nivel y no hay cupo en los
tanques de reproceso, pueden evacuarse parcialmente hacia el tanque 1017 de mayor
capacidad.
SISTEMA GUN BARREL
El sistema Gun Barrel (“lecho de agua caliente”) está diseñado para acelerar el tiempo
de separación del hidrocarburo del agua. Manteniendo una temperatura de 70°C + ó – 4°C
se logra este objetivo permitiendo la recuperación 100% del slop recibido libre de agua.
Los tanques 3062 o tanque tratador de Slop y 3063 o tanque recibidor de Slop tratado,
ambos son de 6.000 Bls de capacidad cada uno, dotados de techo cónico fijo y están
provistos de respiraderos de presión / vacío por seguridad y control de pérdidas por e
vaporación y una línea para aplicación de espuma. Para habilitarlos al proceso de Gun
Barrel, fue necesario instalarles una serie de accesorios y equipos que les permitieran ese
servicio.
TANQUE 3062: TANQUE TRATADOR DE SLOP.
Para la implementación de este proceso fue necesario instalar en su interior y desde el
fondo un tanque destapado de 8.00 m de diámetro con 1.83 m de altura, con un serpentín
de vapor de 140 PSI en su interior con un sistema automático de control de temperatura,
para calentar el agua del lecho de tratamiento y mantenerla a 70°C + o – 4°C. Este
controlador tiene el Set-Point fijo en 70°C y solamente puede ser modificado por
recomendación de la Coordinación de Ingeniería de Procesos de la GRC (PTC-1). Para la
temperatura tiene un repetidor digital en campo, ubicado al lado oeste del tanque, para
conformar y mantener el lecho de agua caliente para el tratamiento del slop en el proceso
de Gun Barrel, al lado norte del tanque se instaló un indicador digital y controlador de
temperatura, el cual trabaja en simultánea con el otro y su señal es redundante con
repetición en un DCS del cuarto de control de Materias Primas y Productos.
Para el control del flujo de entrada al tanque, tiene un sistema de dosificación manual
del Slop, formado por una válvula de globo de 4”, un indicador de flujo calibrado entre 0-
50 GPM que equivalen a (0-1714 BPD), para dispersar el Slop que entra, tiene un
distribuidor con brazos de 2” radiales en el fondo del tanque interno, más una conexión
de vapor para soplar el distribuidor una válvula toma muestras, igual que otros tanques
para manejo de slop, tiene siete válvulas o espiches de 1” escalonados en el cuerpo del
tanque para chequeo y toma de muestras de slop tratado en puntos diferentes.
Como se trata de un tanque dentro de otro, para drenar el agua y la interfase lodo- agua,
se cuenta con dos sistemas, uno para el tanque interno y otro para el externo.
El nivel de la interfase lodo/ agua/slop se mantiene con un sistema de sifón de 3” por
el cual drena el agua excedente en el lecho de tratamiento, con tres válvulas de drenaje
escalonadas a distintas alturas, que sirven para fijar la altura del lecho, este sistema cuenta
con su escalera de acceso y plataforma.
Con el fin de entregar al tanque 3063 (o recibidor de Slop tratado), un producto de
buena calidad, tiene un rebosadero de 6”, instalado a 7.50 m de altura, este durante la
operación permanece abierto.
TANQUE-3063: TANQUE RECIBIDOR DE SLOP TRATADO.
Este tanque también fue acondicionado para el proceso de tratamientos de slop “Gun
Barrel” por lo cual se le instaló, para el control del nivel, un medidor por radar que envía
señal al DCS del tablero de la Unidad de Viscorreductora.
También una cinta mecánica para control visual del operador y un sistema de 6” que
se reduce a 3” y va hacia la succión de las bombas VR-P-210 A/B de la Viscorreductora.
El slop preparado en el proceso de Gun Barrel para reproceso en la Unidad
Viscorreductora, debe tener un contenido máximo de 0.10% en volumen de BS&W (mezcla
sedimentos y agua), para mantener un mejor control sobre el contenido de BS&W, se debe
tomar muestras periódicas en el toma muestras ubicado a 5.50 m de la salida a planta del
TANQUE 3063 y analizar en laboratorio. El agua libre decantada en el tanque 3062 se
drena a la alcantarilla de aguas aceitosas de la Refinería, esta operación se debe mantener
hasta cuando drene toda la interfase, es importante verificar la salida de agua por el sifón
cuando el TANQUE 3062 inicie la gravitación hacia el TANQUE 3063, en caso que no
salga agua, se debe chequear el nivel de agua por las válvulas de verificación y si es
necesario, abrir la válvula inferior del sifón con lo cual se baja el nivel de interfase.
Cada vez que finaliza una operación de tratamiento de slop, se debe medir el TANQUE
3063 aplicando el Instructivo GRC-POP-3-I-0001 de medición y tomar muestras aplicando
el instructivo GRC-POP-3-I-0002 de muestreo de tanques; además el TANQUE -3062 se le
debe drenar la interfase, hasta cuando deje de salir emulsión hacia la alcantarilla de aguas
aceitosas.
Teniendo en cuenta que la operación de tratamiento de slop en el TANQUE 3062 solo se
da mientras este reciba transferencia, hay que coordinar muy bien con las unidades de
proceso y tener especial atención porque durante el tiempo que dure la operación, el
sistema de slop para emergencias de la refinería se mantiene alineado hacia el TANQUE
3062 el cual tiene una restricción a la entrada, para garantizar la rata flujo máximo de
operación requerida (según diseño), para que el sistema de tratamiento de slop funcione con
seguridad y eficiencia.
SEPARADOR API
Está formado por una serie de equipos cuyo propósito es, como su nombre lo indica, el
de “separar” el slop del agua, bien sea libre o en emulsión en virtud de la diferencia de
gravedades API o densidad de los dos fluidos, a los cuales se les proporciona un tiempo de
residencia adecuado para favorecer el proceso. (Basado en el Manual de operaciones del
Sistema de Tratamiento de aguas Residuales, Cartagena, 2006)
Al área del separador llegan dos alcantarillas, una de aguas limpias y otra de aguas con
slop, por ellas se conducen las aguas de enfriamiento provenientes de los turbogeneradores
en la Unidad de Servicios Industriales (USI) y residuales de las unidades de proceso, los
drenajes de los equipos, los escapes de los sellos de las bombas y las aguas lluvias
recogidas en las áreas de las plantas.
La poza cuenta con un pozo recolector para el Slop y una Bomba centrifuga vertical
GX-P-1005 que descarga hacia el TANQUE 3104.
Los equipos con que cuenta el separador son:
Una alcantarilla de aguas sucias.
Un canal de entrada con dos canoas desnatadoras o colectoras de slop.
Un desnatador flotante.
Cuatro compartimentos en concreto, cada uno está provisto de una canoa colectora, dos
funcionan como separadores de agua-slop y dos están dotados con boquillas de aire y
funcionan como celdas de flotación para lodos aceitosos.
Un pozo de concreto para recolectar el slop recogido por las canoas y el desnatador
flotante.
Un pozo de succión para dos bombas (GX-P-1 y P-2), conectado con el pozo recolector.
Una bomba centrifuga GX-P-3, para transferir el slop recuperado y libre de agua.
Una poza separadora con sus sistemas de separación y recolección de Slops.
Dos tanques de techo fijo (3103-3104).
Para su funcionamiento se ha dotado al separador de los servicios de energía eléctrica
para accionamiento de los motores de las bombas y alumbrado, vapor de 140 libras, agua
potable, tratada y de contraincendio y aire industrial. Es importante mencionar, que esta
área está clasificada como de alto riesgo de explosividad e incendios en la Refinería, por la
permanente emisión de gases de hidrocarburo que permanece en ella, por lo cual está
definida como clasificación 1 división 1 (Según NFPA 497)3.
Clasificación 1. División 1: “Las áreas donde se torne más de una hora de atmósfera en
un periodo de 10.000 horas, siendo que las concentraciones de gases en la atmósfera se den
con frecuencia o esporádicamente, bajo condiciones normales de operación”; el área del
Separador por su diseño es una fuente permanente de gases .
3 Práctica Recomendada para la clasificación de líquidos inflamables, gases o vapores inflamables y de áreas peligrosas
(clasificadas) para instalaciones eléctricas en áreas de procesamiento químico.
Este sistema de tratamiento y recuperación del slop, es parecido al implementado en otras
refinerías (Maida La Fuente Susana. Métodos de separación física para desechos de
refinería Cochabamba – Bolivia).
Con los ingenieros de proceso en cada una de las unidades de proceso, se definieron las
siguientes acciones:
Planta de Crudo: la única generación de slop en crudo sería durante la caída de la
planta o el arranque de la unidad, la cantidad dependerá de las horas que esté por fuera la
unidad y los productos fuera de especificaciones.
Unidad de Visco Reductora: al salir la planta se envía solo la nafta de visco a slop, ya
que los otros productos se envían a combustóleo, como son los gasóleos y el kerosene. El
volumen enviado de slop dependerá de cada parada o arranque.
Planta de Tratamiento de Productos: tambor de descarte GZ-D-1201: Se calcula la
generación de slop en aprox. 126.5 Bls. De acuerdo a la data, este volumen es descartado
cada 15 días, por lo que tendríamos un flujo promedio de 8.44 BD
Unidad 300: actualmente por un problema en la unidad se envían entre 150 y 300 BD
de slop (Alto contenido de agua). Normalmente sin problemas en la unidad se envían entre
30 a 70 BD.
Materias Primas y Productos: a excepción de los tanques de gasolina, que tienen su
sistema especial de drenaje y recuperación de gasolina libre de agua, todos los demás
tanques con diferentes productos, el procedimiento indica que se debe drenar el agua libre
contenida en estos. Por recomendación del Departamento de Confiabilidad, se está tratando
de implementar un sistema de drenaje en el que no exista arrastre de hidrocarburos.
4. CONCLUSIONES
Entre las conclusiones más significativas del estudio, con base en los resultados
obtenidos a la fecha, se logró identificar que en las unidades de proceso se presentaron
perturbaciones que aumentaron significativamente la generación de slop, entre ellas
intercambiadores de calor rotos, tuberías con fugas debido a corrosión, fallas de empaques
en algunas tuberías causadas por alta presión, sistemas operativos que se sacaron de
servicio para realizar trabajos dentro del proyecto de ampliación de la refinería, tuberías de
proceso que se debieron lavar para realizar trabajos de soldaduras, malas prácticas
operativas durante los drenajes de equipos ya que no se controlaba de forma eficiente el
mismo pudiéndose recuperar este producto sin necesidad de arrojarlo a la alcantarilla de
aguas aceitosas (slop), salidas de servicio de la planta de Crudo sin programación, entre
otros.
Después de realizar acompañamiento durante un mes a los operadores en cada una de las
unidades, se evidenció debilidad o ausencia:
Competencias técnicas de manejo de equipos potencialmente aportantes al sistema
de slop.(bajo nivel de competencias)
Rondas estructuradas (revisiones con rutinas y alcances definidos) en sistemas de
drenajes y muestreo (bajo alcance)
Sistemas de medición primaria para generación de slop en cada unidad (No
existen).
Reportes y datos estadísticos para posterior seguimiento que permitan ejecución de
tareas para la corrección de condiciones sub-estándares (Información insuficiente
en los reportes)
Por lo tanto se requiere:
Implementar talleres de formación con especialistas en los equipos críticos
aportantes a los sistemas de slop
Fortalecer las rondas estructuradas en calidad y frecuencia para identificación de
condiciones sub-estándares que generen impacto en la generación del slop.
Solicitar estudios con los proveedores de equipos de medición de flujo registrados
en Ecopetrol para determinar los requeridos que permitan registrar la salida de slop
no justificado en cada una de las unidades.
Consolidar la información de los diferentes sistemas existentes en una sola base de
datos para permitir un mejor seguimiento, control, y generación de informes que
permitan ajustar los planes de acción ya diseñados.
Identificar en cada unidad de proceso los equipos susceptibles de generar slop
cuando salen a mantenimiento o en condición normal
Revisar procedimientos operativos de sacada de servicio de equipos y analizar si se
pueden mejorar para disminuir la generación de slop.
Revisar el sistema de muestreo automático en Planta de Crudo para analizar si es
posible que lo generado regrese nuevamente al proceso y no al sistema de slop
Solicitar al Dpto. de Confiabilidad que desarrolle una recomendación para
implementar los toma muestras cerrados en todas las unidades de proceso.
Implementar en todos los toma muestras de la refinería un circuito cerrado para
minimizar el vertimiento de producto al sistema de slop.
Socializar procedimiento de toma muestras cerrados
Consolidar informe diario de los movimientos realizados que involucren generación
de slop hacia el sistema de aguas aceitosas y/o circuito cerrado de slop hacia el
Separador.
La implementación de las recomendaciones plasmadas en este documento permitirá,
además del control para disminuir la generación injustificada de slop, mantener un entorno
libre de contaminación y por ende un mejoramiento de la calidad de vida de los
cartageneros y los turistas que visiten nuestras playas.
5. REFERENCIAS
Chanaga Quiroz Tania. Investigación sobre el manejo del Slop en refinerías.
Instituto Colombiano del petróleo.
Guevara Almendariz Jose Vinicio (1998). Tratamiento del Slop para su
reprocesamiento en refinería Esmeralda, Ecuador.
Maida La Fuente Susana. Métodos de separación física para desechos de refinería
Cochabamba – Bolivia
Manual de operaciones de Materias Primas y Productos, Cartagena, 2005
Manual tratamiento de bacterias 1 y 2, Cartagena, 2000
Manual de operaciones Sistema de Tratamiento de aguas Residuales, Cartagena,
2006
