Entonación operacional continua (EOC) de hornos de proceso
La entonación operacional continua (EOC) de hornos de proceso es la opción más rápida y económica para mitigar las emisiones de CO2 en las refinerías de petróleo.
Emisiones de CO2 en refinerías de petróleo
Los hornos de proceso de las refinerías de petróleo consumen altísimos volúmenes de combustibles fósiles y emiten cantidades proporcionales de CO2 a la atmósfera. La mayoría de estos hornos, son de tiro natural y operan «abiertos a la atmósfera», aunque, a una presión ligeramente menor a la atmosférica para asegurar el suministro del aire de combustión y para garantizar el confinamiento de los gases calientes dentro del equipo. Esta falta de hermeticidad imposibilita su total automatización e impone sobre los operadores (i.e., la interfaz humano-horno), la responsabilidad última y definitiva sobre el consumo de combustible, las emisiones de CO2 y la preservación de su integridad mecánica.
Control día-a-día del horno
La reacción de combustión en un horno requiere del aire ambiental que ingresa a través de los quemadores en función del tiro y del exceso de oxígeno. En los hornos de tiro natural, los operadores de consola y de campo deberán coordinar sus esfuerzos para controlar la abertura del dámper de la chimenea manual (remotamente) y las aberturas de los registros (siempre manualmente) con objeto de mantener los niveles de tiro y de exceso de aire dentro de las metas operacionales óptimas previamente establecidas.
El diagrama siguiente muestra los escenarios operacionales a los que se enfrentan los operadores de hornos de proceso y las opciones que poseen para su control.
Definición «de facto» del tiro y el exceso de aire
Los operadores suelen definir una condición operacional «de facto» para el tiro y el exceso de aire como una manera de evitar una condición deficiente en aire. Esta definición artificial generalmente implica la operación del horno con altos niveles de tiro (< -3,8 mmH2O) y de exceso de oxígeno (> 4,0% base húmeda), lo cual configura un modo operacional derrochador en términos energéticos y evidentemente perjudicial para la preservación de la integridad mecánica del equipo.
Deficiencias en el tiro y el exceso de aire
La operación con defecto de aire, por el contrario, podría tener resultados catastróficos inmediatos para el horno. Extralimitar las condiciones de tiro a niveles muy bajos (> -1,3 mmH2O), traería como consecuencia el ingreso insuficiente de aire, limitando de esta manera la reacción de combustión e incrementando la probabilidad de fallas de llama (“flameout”). La acumulación de combustible no quemado dentro del horno puede traer como resultado la sofocación completa del equipo, ante la cual, cualquier posible ingreso intempestivo de aire podría causar una explosión, ocasionando daños al equipo, pérdidas en la producción y eventualmente daños al personal.
Operación correcta
La operación correcta es aquella basada en las especificaciones de diseño: tiro usualmente -2,5 mmH2O (-0,10 “H2O) y exceso de oxígeno 3,0%. Estos parámetros definidos son, esencialmente, líneas guías. En la práctica, el operador tiene cierto margen de maniobra, quizás menos eficiente desde la perspectiva térmica pero todavía seguro operacionalmente. Este margen de seguridad suele definirse como -1,3 mmH2O (0,05 «H2O) para el tiro y alrededor de 1,5% para el exceso de aire.
El siguiente diagrama resume los tres escenarios operacionales de un horno de proceso de tiro natural.
Elementos clave de un programa de entonación operacional continua (EOC)
Un programa de esta naturaleza debería contar con operadores competentes e ingenieros y supervisores proactivos; se debería incentivar y motivar de diferentes maneras a los empleados y se debería recibir el respaldo de los niveles directivos.
El programa EOC estaría dirigido a los operadores y supervisores y su objetivo básico consistiría en mantener los hornos operando dentro de las metas operacionales de tiro y exceso de oxígeno fijadas para cada unidad.
Puesto que por diversas razones económicas, políticas y sociales enteramente comprensibles, el cierre de las refinerías de petróleo no forma parte de los planes y estrategias inmediatas para cumplir con los acuerdos de París o de Glasgow, resulta ineludible comenzar a minimizar las emisiones producidas por la quema de combustibles fósiles mediante programas exhaustivos y continuos de atención y control sobre las principales fuentes de estas emisiones: los hornos de proceso.
La opción más sencilla, de menor costo y de alto contenido socioeconómico radica en la capacitación técnica profunda y en la incentivación económica de los operadores, puesto que de ellos depende tanto el empleo racional del combustible como la máxima contención de los contaminantes emitidos. Tomar esta decisión debería ser una responsabilidad empresarial ineludible y un compromiso que deberían asumir los niveles directivos de las refinerías.
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