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

Transcripción

1 Manejo de Energía en Línea y en Tiempo Real en la Refinería y el Complejo Petroquímico de YPF Ensenada Silvia Toccaceli, Alfredo Aguilar YPF silvia.toccaceli@ypf.com, alfredo.aguilar@ypf.com Carlos Ruiz, Edgardo Benvenuto, Sebastián Cúneo Soteica Visual MESA carlos.ruiz@soteicavisualmesa.com, edgardo.benvenuto@soteicavisualmesa.com, sebastian.cuneo@soteicavisualmesa.com LARTC Annual Meeting Cancún, México

2 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

3 YPF 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. Refinor Maneja cerca del 50% del mercado de combustibles (líquidos y gas 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) CILC CIPH Profertil CILP

4 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

5 Complejo Industrial La Plata (CILP) El CILP se encuentra en la localidad de Ensenada, y abarca una superficie aproximada de 450 hectáreas.

6 Implantación General Complejo Industrial La Plata Integrado por : Ensenada Refinería La Plata Complejo Química Puerto Berisso Terminal de Despacho Planta de GLP

7 Implantación General Refinería La Plata Refinería La Plata UDC C CONVERSIÓN FCCA COKE A COMPLEJO LUBRICANTES Administración / Centro de Tecnología MAYOR CONVERSIÓN FCCB VACÍO B COKE B Hidrotratamiento Reformado de Naftas ALMACENES Superficie: 300 hectáreas

8 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

9 Visual MESA LAZO CERRADO Se envían las señales a los SCDs LAZO ABIERTO El sistema da aviso a los operadores Regulación de Emisiones Contratos de Servicios Auxiliares Externos Mediciones Hidrógeno Complejo Industrial Servicios Auxiliares Comb. Vapor Agua Electricidad Proceso Set Points Óptimos Reportes de Operación Óptima KPIs de Monitoreo de Energía y Emisiones

10 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

11 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

12 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

13 Descripción del Sistema de Energía de CILP ESPECIES CONSUMIDAS Vapor generado Vapor externo EE externo GN externo Fuel Oil interno GR interno Propano

14 Objetivos del Proyecto (2013) 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 inversión El sistema Visual MESA también se utilizará como parte del sistema de implementación de la Norma ISO Este proyecto se está haciendo en conjunto con la consultora Energy Performance SRL (

15 Cronograma del Proyecto Tareas Firma de contrato / orden de compra Estudio "What If" inicial: máxima optimización (finalizado) Cuarto nivel de vapor (finalizado) Indicadores de Gestión Energética (en ejecución) Nuevos estudios de what if (en ejecución) Tiempo estimado desde la OC 0 semanas 1 semana 8 semanas 16 semanas 18 semanas

16 Alcance del Proyecto Incorporación del Cuarto Nivel de Vapor y de las nuevas unidades (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 las Utilidades mediante la minimización de la Función Objetivo de Optimización: Costos Totales de Energía = Combustibles + Electricidad + Otros Costos (Fuel Oil/Fuel Gas/Gas Natural/LPG (Propano)/Electricidad/Agua)

17 Interfaz Gráfica de Visual MESA (Vista Principal)

18 Modelo de Combustibles

19 Cuarto Nivel de Vapor

20 Nuevas Unidades Aminas C HTG_B HTN_FCC

21 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 vapor Optimización de canasta de combustibles

22 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

23 Beneficios

24 Optimización en el Día a Día 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 las laminadoras de vapor) son consecuencia de los cambios mencionados anteriormente, siendo manipulados automáticamente por el sistema de control

25 Resumen de la Optimización

26 Resumen Económico

27 Estado de Turbinas y Motores

28 Caso Delta: Encendido de Turbina de Alta a Baja

29 Caso Delta: Vista de Central II

30 Caso Delta: Vista de Central I

31 Tendencia de Ahorros Potenciales

32 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 CO 2, NO x, SO 2, 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

33 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)

34 Conclusiones 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

35 Muchas Gracias Preguntas???