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Estudio de factibilidad técnico económico de sistemas de calentamiento para el transporte de crudos pesados

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dc.contributor.author González Meza, Karla Elizabeth
dc.contributor.author González Bautista, Marco Antonio
dc.date.accessioned 2020-11-14T22:59:00Z
dc.date.available 2020-11-14T22:59:00Z
dc.date.created 2020-07-22
dc.date.issued 2020-11-10
dc.identifier.citation González Meza, Karla Elizabeth; González Bautista, Marco Antonio. (2020). Estudio de factibilidad técnico económico de sistemas de calentamiento para el transporte de crudos pesados. (Ingeniería Química Petrolera). Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas. México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/28573
dc.description Tesis (Ingeniería Química Petrolera), Instituto Politécnico Nacional, ESIQIE, 2020, 1 archivo PDF, (154 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: Actualmente, la producción de crudo tanto mundial como nacional tiene un alza inclinada hacia el petróleo pesado, el cual, debido a sus propiedades como la alta viscosidad y baja gravedad API resulta difícil de transportar hacia las refinerías para su procesamiento. Se analizaron las siguientes alternativas de sistemas para el calentamiento de crudo pesado en línea (oleoducto): generación de vapor de agua, aceite térmico y calentamiento a fuego a directo-, por tal motivo, en este trabajo se realizó un estudio que permite determinar cuál de los sistemas planteados resultaría más factible de implementar a través de una evaluación de aspectos técnicos y económicos. Para el caso de estudio, se realizó una investigación para seleccionar la zona más adecuada para desarrollar el proyecto, tomando en consideración la producción de crudo pesado; así como aspectos de diseño para oleoducto y el destino final del crudo pesado. Se seleccionó el pozo de producción E-41 ubicado en el municipio de Pánuco, Veracruz hasta las instalaciones de la Refinería “Francisco I. Madero” en el municipio de Ciudad Madero, Tamaulipas. Las propiedades del crudo producido en el pozo E-41 son propias de un crudo pesado, y su transporte por tuberías es complicado por su alta viscosidad (62,745 cSt a 15.6°C) y baja gravedad API (12°), por lo que será necesario elevar su temperatura al menos 85°C para reducir su viscosidad a 300 cSt. La estadística de producción de la estación presenta una capacidad de 5,000 BPD, esta capacidad se utilizó para el diseño de los sistemas de calentamiento y el oleoducto. La trayectoria tiene una longitud de 62.7 km y se determinó la necesidad de cinco instalaciones de calentamiento cada 12.53 km para mantener el transporte de crudo pesado. Para establecer la capacidad de los sistemas de calentamiento fue necesario realizar la ingeniería conceptual desde el pozo de producción hasta la refinería de Ciudad Madero, para el balance de materia y energía se utilizó el simulador Aspen HYSYS V10 y con los resultados de la simulación se determinaron las capacidades de los equipos de calentamiento y se diseñaron los equipos adicionales requeridos en el sistema como son: cambiadores de calor, bombas, recipientes y hornos. En los sistemas de calentamiento de vapor de agua y aceite térmico, la capacidad calorífica de diseño de los intercambiadores de calor fue de 1.38 MMkcal/hr y bombas con potencia de 35 HP, en el caso de fuego directo la capacidad calorífica de los hornos fue de 1.62 MMkcal/hr y bombas de 75HP, la diferencia de capacidades caloríficas y potencia en bombas se debe a que la eficiencia y caída de presión de los tres casos de estudio es diferente, teniendo una caída de presión mayor en hornos y una eficiencia menor. Posteriormente, se obtuvo información de cotizaciones de los sistemas de calentamiento y se determinaron los costos de inversión de los equipos adicionales requeridos con el uso de simulador Aspen Capital Cost Estimator V10, con la información anterior se determinaron los costos totales de producción. Cabe mencionar que el costo de instalación del oleoducto no se toma en consideración debido a que sería igual para los tres sistemas, por lo que no tiene un impacto significativo para la comparación de los sistemas de calentamiento. Se realizó una evaluación de costos para determinar cuál de los sistemas presenta el menor costo operativo usando como referencia los costos de operación (OPEX por nombre en inglés Operational expenditure) y costos de capital (CAPEX por su nombre en inglés Capital expenditure). No fue posible realizar un análisis económico para determinar parámetros económicos como Valor Presente Neto (VPN), Tasa Interna de Retorno (TIR) y Periodo de Recuperación de Inversión (PRI), tampoco fue factible un análisis tanto en el punto de partida ñy llegada es el mismo, Finalmente el sistema de calentamiento no cambia las propiedades del crudo pesado que pueda repercutir en su procesamiento. Con los resultados técnicos y económicos se realizó una comparación cuantitativa y cualitativa de los sistemas de calentamiento evaluados. Finalmente se concluyó que el sistema de calentamiento a fuego directo resultó más factible desde el punto de vista técnico-económico, al presentar un sistema con menos número de equipos, factibilidad de operación flexibilidad operativa y experiencia industrial, así como menor consumo de servicios auxiliares. Los costos de inversión y de operación resultaron de 0.15 USD/Bbl y 0.78 USD/Bbl, respectivamente. es
dc.subject Sistemas para el calentamiento de crudo pesado es
dc.subject Oleoducto es
dc.subject Crudo pesado es
dc.title Estudio de factibilidad técnico económico de sistemas de calentamiento para el transporte de crudos pesados es
dc.contributor.advisor Muñoz Moya, José Antonio Domingo
dc.contributor.advisor Rodríguez Salomón, Silvano


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