Incrustaciones y acumulación de residuos en tu refinería de crudo: cómo solucionarlo

Esta acumulación gradual no solo deteriora el rendimiento del intercambiador de calor, sino que también reduce la capacidad general de la planta para recuperar calor de forma eficaz. A medida que aumenta la acumulación de sedimentos, se necesita más energía para alcanzar los mismos objetivos del proceso, lo que conlleva un mayor consumo de combustible, un incremento de los costes operativos y mayores emisiones de CO₂. Elegir el intercambiador de calor adecuado y controlar la acumulación de sedimentos mediante un plan de mantenimiento periódico es fundamental para mantener el rendimiento, reducir los costes y maximizar la eficiencia energética.

Donde más importa

Las unidades de destilación de crudo (CDU) constituyen el núcleo de las operaciones de las refinerías, ya que separan el crudo en diferentes fracciones mediante destilación atmosférica. Antes de entrar en el horno, el crudo pasa por el tren de precalentamiento, una serie de intercambiadores de calor diseñados para recuperar progresivamente el calor de las corrientes de proceso calientes y reducir el consumo energético total.

Dentro de este tren de precalentamiento, el crudo se calienta gradualmente, paso a paso, y cada intercambiador contribuye al proceso de precalentamiento antes de que se produzca el aumento final de temperatura en el horno. La última posición del tren, justo antes del horno, es especialmente crítica, ya que funciona a las temperaturas más altas y, por lo tanto, es la más sensible a los efectos de las incrustaciones y las pérdidas de rendimiento.

A medida que el último equipo del tren se va ensuciando, ya no es posible alcanzar la temperatura objetivo (temperatura de entrada al serpentín, CIT) y, con el tiempo, la diferencia sigue aumentando. Una caída de 20 °C en la CIT a lo largo de un año debido a la acumulación de residuos se traduce en un aumento de aproximadamente 100 GWh en la carga del horno. A medida que el último equipo de la línea se va ensuciando, ya no es posible alcanzar la temperatura objetivo (CIT) y, con el tiempo, la diferencia sigue aumentando. Por lo tanto, el horno debe compensar esta diferencia, lo que conlleva un mayor consumo del horno. Como consecuencia, esto supone un coste adicional de combustible de unos 5 M€ y un aumento de aproximadamente 20 700 toneladas de emisiones.

Cómo acabar de una vez por todas con las incrustaciones

En función del equipo y de la fase del proceso, los distintos mecanismos de incrustación requieren estrategias de limpieza diferentes y planes de mantenimiento adaptados para optimizar el rendimiento y minimizar las paradas por mantenimiento. Dado que la elección del método de limpieza adecuado depende del tipo de depósitos y de las condiciones de funcionamiento, hay varios aspectos que deben tenerse en cuenta antes de proceder a la limpieza: el tipo y la gravedad de la incrustación, la accesibilidad, la frecuencia de limpieza necesaria y la minimización del tiempo de inactividad durante el mantenimiento. Para facilitar esta tarea, Alfa Laval Service ofrece programas de evaluación del rendimiento y de auditoría in situ para evaluar con precisión el estado del intercambiador de calor y supervisar su rendimiento a lo largo del tiempo. Estas evaluaciones ayudan a identificar pérdidas de rendimiento, determinar los intervalos de limpieza óptimos y seleccionar los métodos de mantenimiento más adecuados. En función de los resultados, Alfa Laval ofrece una amplia gama de soluciones de limpieza, tanto in situ como en uno de nuestros centros de servicio especializados repartidos por todo el mundo.

Entre estos métodos de limpieza se incluyen:

• Limpieza mecánica / Limpieza con chorro de agua: Se utiliza principalmente para incrustaciones blandas, como lodos, barro, depósitos biológicos o residuos de hidrocarburos sueltos. Este método de limpieza emplea chorros de agua de alto caudal para eliminar los depósitos sin dañar la superficie de transferencia de calor. Es una solución de mantenimiento rápida y eficaz para utilizar durante las paradas de la planta.
• Limpieza con chorro de agua a muy alta presión (hasta 600 bar): Se recomienda para los materiales de incrustación más duros y compactos, como el pirocoke, los hidrocarburos polimerizados o los depósitos minerales fuertemente adheridos. Los chorros de alta presión son capaces de penetrar y eliminar los depósitos densos, restaurando así la eficiencia de la transferencia de calor.
• Limpieza química (en baño o CIP – Cleaning In Place): Cuando los depósitos, como incrustaciones, sales, productos de corrosión o residuos de hidrocarburos, pueden disolverse químicamente, este es el método de limpieza adecuado. La limpieza CIP permite limpiar el intercambiador sin desmontarlo, lo que reduce el tiempo de mantenimiento y las interrupciones operativas.
• Limpieza por pirólisis: Este método se aplica principalmente a ensuciamientos orgánicos graves, coque y depósitos de hidrocarburos polimerizados. El intercambiador se calienta en condiciones controladas para descomponer térmicamente los depósitos en cenizas o residuos quebradizos que, a continuación, pueden eliminarse fácilmente por medios mecánicos.
• Limpieza por ultrasonidos: adecuada para componentes delicados o geometrías complejas en las que la limpieza mecánica convencional resulta difícil. En este caso, se utilizan ondas ultrasónicas de alta frecuencia para crear burbujas de cavitación en un baño de líquido, lo que elimina eficazmente las partículas finas y los depósitos de las zonas de difícil acceso sin dañar el equipo.

El siguiente paso en la monitorización digital

Ahora que sabemos que la limpieza y el mantenimiento regulares son esenciales, el siguiente paso es detectar las incrustaciones antes incluso de que se conviertan en un problema. En Alfa Laval, avanzamos continuamente hacia soluciones más inteligentes y eficientes desde el punto de vista energético que van más allá del mantenimiento tradicional. Hoy en día, la monitorización digital está transformando la forma en que las refinerías gestionan sus intercambiadores de calor, especialmente el Compabloc. Al aprovechar la tecnología de gemelos digitales, la inteligencia artificial y décadas de experiencia, nuestros clientes pueden pasar de una gestión reactiva a una proactiva de sus activos. Este enfoque no solo detecta y resuelve las incrustaciones antes de que afecten a los costes o al rendimiento, sino que también abre nuevas perspectivas en cuanto a fiabilidad, eficiencia y sostenibilidad. Gracias a la información en tiempo real y al análisis predictivo, cada Compabloc puede funcionar a pleno rendimiento, garantizando que la excelencia operativa se logre a través de la claridad que aportan los datos, en lugar de dejarla al azar.

¿Quieres saber más sobre cómo puedes acabar de una vez por todas con las incrustaciones en tu refinería? Ponte en contacto con uno de nuestros expertos para que te explique en detalle cuál es el mejor plan de servicio para tu aplicación.

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