EFICIENCIA ENERGÉTICA EN

PLANTAS DE REFINACIÓN

XVIII FORO DE AVANCES EN LA INDUSTRIA DE REFINACIÓN

JULIO, 2012

M.I. MA. TERESA PÉREZ CARBAJAL Y C.

DR. MIGUEL ANTONIO LEIVA NUNCIO

ING: MARCO ANTONIO OSORIO BONILLA

2

CONTENIDO

1. IMPORTANCIA DEL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA

2. PRINCIPALES ÁREAS DE CONSUMO EN REFINACIÓN

3. RETOS Y ESTRATEGIAS

4. ÁREAS DE OPORTUNIDAD

5. CONCLUSIONES

3

1. IMPORTANCIA DEL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA

4

SEGURIDAD ENERGÉTICA

EFICIENCIA ECON. Y PRODUCTIVA

SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL

ESTRATÉGICA ECONÓMICA AMBIENTAL

EJES RECTORES DE LA ESTRATEGIA NACIONAL DE ENERGÍA

5

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1850 1900 1950 2000 2050

AÑO

INT

EN

SID

AD

EN

ER

GÉ

TIC

AINTENSIDAD ENERGÉTICA, RELACIÓN ENTRE EL CONSUMO DE

ENERGÍA Y EL PRODUCTO INTERNO BRUTO

EU.A

EUROPA

JAPÓN

OTROS PAÍSES

6

INTENSIDAD ENERGÉTICA EN MÉXICO (KJ/$ PIB)

Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011

7

RETOS PARA EL SNR

7

2008 2024CUARTIL DE DESEMPEÑO OPERATIVO

DEL SNR RESPECTO A ESTÁNDARES

INTERNACIONALES

4

3

2

1

4

3

2

1

INERCIAL

ESTRATÉGICO:Intrumentación de programas

Recursos para mantenimiento y

mejora operativa

Fuente: Estrategia Nacional de Energía, 2010

8

EFICIENCIA EN REFINERÍAS Y PLANTAS DE GAS

Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011

9

EMISIONES DE CO2 POR SECTOR ENERGÉTICO

Fuente: Balance Nacional de Energía, 2011

10

2. PRINCIPALES ÁREAS DE CONSUMO EN REFINACIÓN

11

DISTRIBUCIÓN DE LOS GASTOS DE OPERACIÓN EN REFINACIÓN

12

DISTRIBUCIÓN TÍPICA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN

REFINACIÓN

Plantas de Proceso

58%

Sistemas Auxiliares

42%

13

DISTRIBUCIÓN TÍPICA DE CONSUMO DE ENERGÍA POR TIPO DE

PROCESO EN REFINACIÓN

14

3. ACCIONES PARA EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA

15

+42%

ÍNDICE DE INTENSIDAD ENERGÉTICO (IIE) EN EL SNR

Fuentes: Programa Estratégico Operativo, 2012 y Plan de Negocios de Petróleos Mexicanos y sus

Organismos Subsidiarios 2013-2017 .

*/ Costa Norte del Golfo de México (CNGM)

BRECHA DEL IIE

16

IMPULSORES, BARRERAS Y RETOS

Fuentes de

energía

innovativas

Desarrollo

tecnológico e

implantación

Permisos y

regulacionesCogeneración

Abastecimiento

de electricidad

Inversiones

en plantas

• Retos

tecnológicos

para utilizar gas

y coque de

refinerías contra

otros

combustibles

• Tecnologías

inadecuadas

para uso

eficiente

energía

excedente,

especialmente

fuentes de bajo

valor calorífico

• Conflictos entre

flexibilidad en

los combustibles

y metas de

proceso

• Falta de códigos

y normas para

nuevas

tecnologías

• Confiabilidad

variable en los

motores de alta

eficiencia

• Limitaciones

catalíticas en

plantas de

hidrógeno e

impacto en la

demanda de gas

natural

• Compromiso

entre reducción

de NOx y

eficiencias

caloríficas

• Regulaciones

combustibles

limpios y

emisiones de

plantas

• Cambios

constantes en

las regulaciones

• Falta de

entendimiento

de las

regulaciones en

las refinerías

• Largos retornos

de inversión y

riesgos por

incertidumbres

en los precios

• Las refinerías

alcanzando el

máximo

capacidad de

cogeneración

• Brincos e

interrupciones

• Sistemas de

protección de

electricidad en

refinerías

inadecuados u

obsoletos

• Mayor demanda

de calidad en la

electricidad y

confiabilidad en

las nuevas

tecnologías

• Variabilidad en el

uso y

disponibilidad

• Respuestas a los

picos en las

refinerías

• Falta de capital

para

instalación de

equipo nuevo

• Altos costos

para equipos

eficientes

• Dificultad para

transmitir el

valor

económico

asociado con la

eficiencia en

las refinerías

Elevados consumos de energía

Nuevas restricciones ecológicas

17

PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS

DEFINICIÓN DE ELEMENTOS

EVALUACIÓN DEL RIESGO

EVALUACIÓN DE BENEFICIOS

ESTRATEGIAS

SOFTWARE PARA

ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA

- CONCILPACIÓN DE DATOS

- REQUERIMIENTO PARA

PROPORCIONAR SOPORTE DE

MANTENIMIENTO A LARGO TIEMPO

- MANTENIMIENTO POR EL USUARIO

- SOPORTE EFECTIVO DE

ENTRENAMIENTO

BAJO ALTO

CONTROL DE AGUA DE

ENFRIAMIENTO

- SISTEMAS DE ALTA CAPACIDAD

- ENTENDIMIENTO DE LOS MECANISMOS

DEL PROCESO DE ENSUCIAMIENTO DE

CAMBIADORES DE CALOR

BAJO ALTO

INTEGRACIÓN ENERGÉTICA,

COGENERACIÓN

- INTEGRACIÓN TÉRMICA

- RECUPERACIÓN DE CALOR

- BOMBAS DE CALOR

- ANÁLISIS TOTAL SITE

- ANÁLISIS ENTRÓPICOS

MEDIO ALTO

GASIFICACIÓN DE COKE Y

LIQUIDOS PESADOS

- CONFIABILIDAD DE REFRACTARIOS

- OPTIMIZACIÓN DE FLEXIBILIDAD PARA

ELO USO DE LÍQUIDOS O GASES

- UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS

- COSTOS DE INVERSIÓN

ALTO ALTO

18

PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS

DEFINICIÓN DE ELEMENTOS

EVALUACIÓN DEL RIESGO

EVALUACIÓN DE BENEFICIOS

ESTRATEGIAS (cont.)

INSPECCIÓN DE EQUIPO

- FIBRA ÓPTICA/SISTEMAS

INALAMBRICOS

- NO INTRUSIVOS

- MONITOREO DE CORROSIÓN EN

TANQUES, TUBERÍA Y RECIPIENTES

BAJOMEDIO

ALTO

PROCESOS ALTERNOS DE

PRODUCCIÓN DE H2

- REDUCCIÓN DE COSTOS DE

ELECTRÓLISIS

- OPCIONES DE PRODUCCIÓN CON

ETANOL, METANOL, ENERGÍAS

RENOVABLES Y ENERGÍA NUCLEAR

- INCREMENTAR CAPACIDADES

- RECUPERACIÓN DE HIDRÓGENO DE

H2S O AMONIACO

ALTOMEDIO

ALTO

TECNOLOGÌAS DE

SEPARACIÓN POR

MEMBRANAS

- IDENTIFICACIÓN DE CORRIENTES CON

ALTO POTENCIAL DE SEPARACIÓN

- REVISIÓN DE TECNOLOGÍAS

EXISTENTES

- EVALUACIÓN DE NUEVAS OPCIONES

- PRODUCCIÓN A GRAN ESCALA PARA

REDUCCIÓN DE COSTOS

- TIEMPO DE VIDA ADECUADO

ALTO MEDIOALTO

RECUPERACIÓN DE FUENTES

DE BAJO VALOR

- TURBINAS DE BAJA PRESIÓN

- REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

- FLUIDOS ALTERNATIVOS PARA

GENERASCIÓN DE POTENCIA

- BOMBAS DE CALOR

ALTO MEDIO

19

4. ÁREAS DE OPORTUNIDAD

20

TOTAL SITE

Jerarquizar

Áreas de Oportunidad

Recomendaciones Específicas

Plan de Acción (Road Map)

Cartera de Proyectos

ESTABLECER

METAS

REDUCCIÓN

DEL IIE

21

PINCH

H

h c

A.E.

VAP0R M.A.P.h c h c

1

2

n

ANÁLISIS

PROCESOSANÁLISIS INTEGRAL

(PROCESOS – SERVICIOS)

OBJETIVOS

GLOBALES

• LÍMITES

TERMODINÁMICOS

• OBJETIVOS GLOBALES

DE CONSUMO

• OBJETIVOS DE

INVERSIÓN

• OBJETIVOS DE DISEÑO

CARTERA DE

PROYECTOS

(ROAD MAPS)

TOTAL SITE

22

TOTAL SITE. RESULTADOS TÍPICOS

• Integración Térmica en Ptas. Primarias

• Control en CAFD

• Precalentamiento de Aire

REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE

• Maximizar el uso de VBP

• Maximizar la generación de VAP

• Maximizar la extracción de Vapor en Turbos

• Incrementar el trabajo cogenerado

SERVICIOS AUXILIARES

• Implementar Ciclos Combinados

• Utilización del Coke

• Utilización de Residuos líquidos

COGENERACIÓN

23

EFICIENCIA Y APLICACIÓN DE SISTEMAS DE COGENERACIÓN

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

RELACIÓN ET / EE

EF

ICIE

NC

IA (

%)

CICLO COMBINADO DIESEL

CICLO TURBINA DE GAS

CICLO TG CON POSTCOMB.

CICLO COMBINADO Y C. VAPOR

REFINERÍAS

24

POTENCIAL DE COGENERACIÓN EN REFINACIÓN

25

APROVECHAMIENTO DE RESIDUALES PARA SISTEMAS DE

COGENERACIÓN

26

5. CONCLUSIONES

27

El SNR tiene un gran reto al cambiar del 4º al 2º lugar del Cuartil de Desempeño

Operativo.

Retomar las acciones propuestas en los estudios de “Total Site” y de optimización

energética realizados para el SNR.

Incrementar las acciones para favorecer la Cogeneración:

Por Pemex

Por terceros

Se tiene un campo fértil para la investigación y desarrollo en tecnologías para:

Separación por membranas

Recuperación y uso de fuentes de bajo valor

Gasificación

Implementar medidas de ahorro de energía apoya el cumplimiento de la Ley General

de Cambio Climático, al reducir la producción de CO2.

CONCLUSIONES

28

GRACIAS