lunedì 27 Giugno 2022

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Il monitoraggio dei forni delle raffinerie durante la recessione economica

Durante l’emergenza Covid la domanda di benzina è scesa al livello più basso degli ultimi decenni e le raffinerie hanno ridotto la produzione di conseguenza. Tuttavia, i bassi volumi di produzione si traducono spesso in condizioni sfavorevoli che portano ad un aumento del coking, delle incrostazioni, dei punti caldi, ecc.

La gravità di queste condizioni è difficile da prevedere, il che rende il monitoraggio delle condizioni dei forni il modo preferito per comprendere le caratteristiche delle apparecchiature e massimizzare la preparazione quando la domanda aumenterà di nuovo.

Lavoro da casa, restrizioni di viaggio e altre misure proattive hanno impedito parecchi milioni di nuovi casi di COVID-19 in tutto il mondo e ne hanno rallentato la diffusione. Questa è un’ottima notizia. Tuttavia, è innegabile che le chiusure hanno danneggiato l’industria oil & gas a causa del crollo della domanda di benzina per motori, olio combustibile distillato (principalmente diesel) e carburante per aerei. Di questi tre prodotti, l’olio combustibile distillato ha visto il calo minore, poiché i settori dei trasporti e dell’agricoltura sono servizi essenziali e, quindi, rimangono abbastanza attivi anche se molti aerei e veicoli personali rimangono fermi.

Il funzionamento delle raffinerie prima e durante una pandemia

La maggior parte delle raffinerie sono configurate per la produzione di benzina. Prima della chiusura di molte attività produttiva e dell’inizio dello smart working, ci sono stati significativi cali nei consumi dei carburanti (fonte: Unione Petrolifera):

Marzo 2020 vs. Marzo 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -43,5%
  • Benzina totale: -51,9% – benzina venduta sulla rete: -51,3%
  • Gasolio per autotrazione: -41% – gasolio venduto sulla rete: -48,4%

Aprile 2020 vs. Aprile 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -63,1%
  • Benzina totale: -73,4% – benzina venduta sulla rete: -73,3%
  • Gasolio per autotrazione: -59,9% – gasolio venduto sulla rete: -67,5%

Maggio 2020 vs. Maggio 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -35,5%
  • Benzina totale: -40,4% – benzina venduta sulla rete: -40,4%
  • Gasolio per autotrazione: -34% – gasolio venduto sulla rete: -38,2%

Giugno 2020 vs. Giugno 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -12,3%
  • Benzina totale: -17,5% – benzina venduta sulla rete: -17,5%
  • Gasolio per autotrazione: -10,5% – gasolio venduto sulla rete: -15,5%

Luglio 2020 vs. Luglio 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -6,9%
  • Benzina totale: -5,8 % – benzina venduta sulla rete: -5,5 %
  • Gasolio per autotrazione: -7,2% – gasolio venduto sulla rete: -8,3%

Agosto 2020 vs. Agosto 2019:

  • Carburanti per autotrazione (benzina+gasolio): -6,9%
  • Benzina totale: -5,8 % – benzina venduta sulla rete: -5,5 %
  • Gasolio per autotrazione: -7,2% – gasolio venduto sulla rete: -8,3%

A causa della minore domanda, le raffinerie hanno dovuto ridurre la loro produzione complessiva. Ma poiché i camion a lungo raggio, i treni e le macchine agricole sono ancora in servizio vicino ai livelli pre-pandemici, alcune strutture si sono orientate verso la produzione di gasolio. A seconda della configurazione della raffineria questo spostamento è fattibile, ma non sempre semplice. Per esempio, le colonne atmosferiche e sottovuoto di un forno possono dover essere impostate in modo diverso per produrre carburante distillato invece che benzina. Ma indipendentemente dal combustibile finito, la capacità di stoccaggio è limitata e le raffinerie sono costrette a ridurre la velocità di alimentazione fino a quando la domanda non aumenterà di nuovo.

Una minore produzione non è un problema nei riscaldatori cosiddetti “clean service”, come ad esempio quelli che si trovano nelle unità di idrodesolforazione, negli idrotrattamenti e nei reforming catalitici.
Quando si lavora con portate più basse, questi forni trattano fluidi di processo relativamente puliti e non con residui come il coke o prodotti di scarto. Lo stesso non si può dire per i riscaldatori con carichi di lavoro più pesanti, come il greggio, vuoto e unità coker.

Coking e depositi impurità nei forni

Nei riscaldatori con presenza di coke e depositi di impurità, il regime di portata di liquidi e vapori è stabile in condizioni di alto rendimento. Per basse portate, tuttavia, il vapore e le velocità del liquido diminuiscono, il che potrebbe portare a temperature più elevate dello spessore del deposito delle impurità, problemi di flusso (stratificato, tappo, viscoso) e punti secchi, con conseguenti punti caldi, surriscaldamento localizzato e formazione accelerata di coke.

Inoltre, quando la domanda aumenterà di nuovo e le raffinerie aumenteranno la produzione, questi impianti potrebbero raggiungere, causa l’accumulo dello strato interno di coke e depositi di impurità nel tempo, il loro limite di temperatura.

WIKA e il monitoraggio delle condizioni del forno

Senza informazioni sulle temperature tubeskin, sulle immagini a infrarossi (IR) e sui dati di funzionamento è difficile prevedere o quantificare la gravità del deposito di coke/incrostazioni a bassa temperatura durante l’intero funzionamento. Ecco perché il monitoraggio delle condizioni del forno è importante per identificare e gestire i problemi di cokefazione, incrostazioni e punti caldi derivanti da una cottura non uniforme, flusso non uniforme, contatto di fiamma, ecc.

I servizi di monitoraggio dei forni WIKA (come quelli utilizzati negli USA) utilizzano le scansioni IR e le analisi di monitoraggio della temperatura tubeskin per compilare un profilo completo dei tubi di processo nella sezione radiante/convettiva delle apparecchiature di riscaldamento a fiamma. I nostri specialisti della temperatura condividono poi queste informazioni con le raffinerie in modo che possano apportare le modifiche necessarie alle operazioni. I servizi di monitoraggio dei forni possono anche fornire supporto in campo per valutare gli effetti di eventuali modifiche. Diverse raffinerie già beneficiato dei nostri servizi di monitoraggio delle condizioni dei forni.

Un giorno è prevedibile che la pandemia globale si attenuerà e la domanda di combustibili fossili tornerà a crescere. Il monitoraggio delle condizioni dei forni è un metodo proattivo per mantenere i riscaldatori in buone condizioni di funzionamento e per identificare/rettificare i problemi nelle loro fasi iniziali. In questo modo si evitano gli arresti non pianificati e le raffinerie possono ottimizzare il funzionamento dei loro impianti.
WIKA è leader mondiale nelle soluzioni innovative nella misura della temperatura per l’industria della raffinazione e petrolchimica.

Per maggiori informazioni non esitate a contattate i nostri specialisti di prodotto.

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