Implementación de un procedimiento estándar de limpieza química a un intercambiador de calor de placas de alta eficiencia tipo Packinox para la mejora de su rendimiento en la unidad de reformado catalítico de gasolina de una refinería del Perú

Abstract

El principal objetivo de este proyecto fue implementar un procedimiento estándar de limpieza química en un intercambiador de placas de alta eficiencia tipo Packinox, con el fin de mejorar su rendimiento en la unidad de reformado catalítico de gasolina de una refinería en Perú, como la alternativa más viable para optimizar el rendimiento del equipo, dado que hasta el momento de su implementación no se había reportado en la literatura este tipo de procedimientos en intercambiadores de calor de placas tipo Packinox operando a condiciones reales. Para ello, se diseñó un procedimiento que consta de tres etapas. En primera instancia, se aplicaron técnicas analíticas como la microscopía electrónica de barrido (Scanning Electronic Microspcopy, SEM) y la espectroscopia de rayos X dispersiva en energía (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS) a una muestra de impurezas obtenida aguas abajo del intercambiador, con la finalidad de identificar los tipos de impureza presentes. Los resultados revelaron que los componentes principales de dichas impurezas eran hierro (Fe) y cloro (Cl), en concentraciones de 26.5 wt% y 13.9 wt%, respectivamente. Con base en estos resultados, se llevó a cabo un análisis de causa raíz (Root Cause Analysis, RCA) para determinar el origen de las impurezas. Se identificó la presencia de depósitos de sales resultantes de la interacción de nitrógeno (N2) e hidrogeno (H₂) en un ambiente húmedo a altas temperaturas, lo cual favoreció la formación y cristalización de sales de amonio al enfriarse en el lado efluente del intercambiador, generando problemas de corrosión en el equipo. En la segunda etapa, se procedió a realizar un paro de planta, seguido de la instalación de las conexiones necesarias para el circuito de lavado. Posteriormente se seleccionó la solución de Na₂CO₃ con agua desmineralizada como la opción más adecuada para realizar la limpieza química. Durante el primer lavado, se registraron 2897.4 ppm y 449 ppm de Cl⁻ en el lado efluente y carcasa más carga combinada respectivamente, y al finalizar el procedimiento, estas concentraciones disminuyeron a 31.7 ppm y 33 ppm de Cl⁻. Finalmente, tras la limpieza del equipo, se puso en marcha la unidad de reformado catalítico de gasolina, y se calculó la temperatura de aproximación caliente (hot approach temperature, HAT) del intercambiador de calor de placas tipo Packinox, registrando una mejora de 37.2 °C a 29.3 °C, lo que representó un incremento del 34% en el rendimiento del equipo. Además, se calculó el consumo energético de los hornos de la unidad, registrándose una disminución en el consumo de gas combustible (fuel gas) de 524.77 Nm³/h a 414.11 Nm³/h, equivalente a una disminución del 21.08%.