Anar al contingut

Índex de complexitat Nelson

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Antecedents

[editar | editar còdic]

El índex de complexitat Nelson permet medir la capacitat de conversió d'una refineria de petròleu con relación a la capacitat de destilació primària.

Va ser desenrollat per Wilbur L. Nelson en una série d'artículs en la revista Oil & Gas Journal en 1960-1961 (Mar. 14, p. 189; Sept. 26, p. 216; i juny 19, p. 109). En 1976, va desenrollar el concepte en una atra série d'artículs, novament en la revista Oil & Gas Journal (Sept. 13, p. 81; Sept. 20, p. 202; and Sept. 27, p. 83).

L'índex de complexitat Nelson assigna un factor de complexitat a cada part (planta) de la refineria d'acort a la seua complexitat i el cost comparant-ho en la destilació de cru (topping) a qui se li assigna un factor igual a 1. La complexitat de cada part és després calculada multiplicant el seu factor per la seua relació de càrrega com a percentage de la capacitat de destilació de cru. Sumant els valors de complexitat assignats (els calculats incloent la destilació) es determina la complexitat de la refineria segons l'índex de complexitat Nelson.

Este índex no solament indica l'inversió necessària o el cost d'una refineria sino també el valor agregat potencial. Per lo tant, quant més gran siga el seu índex, major serà el valor de la refineria i major el valor dels seus productes.

En la segona edició del llibre Petroleum Refinery Process Economics (2000), l'autor Robert Maples indica que les refineria nortamericanes tenen un índex de complexitat promig de 9.5, comparat en les europees de 6.5. La refineria Jamnagar, pertanyent a Reliance Industries Limited, de capitals indis, és una de les refineria de major complexitat en el món en un índex de complexitat Nelson de 14.[1]

La nova refineria va començar la seua producció el 25 de decembre de 2008. La refineria de BP Texas, recentment adquirida per Marathon Petroleum aixina com la seua refineria Galveston Bay té un índex de complexitat Nelson de 15.3 en 2013.

Les refineria en els Estats Units posseïxen una capacitat de refinación de 16,5 millons de barrils per dia. L'índex de complexitat Nelson promig és de 9,6, reflectint la gran cantitat d'unitats d'alta conversió. El mateix índex per a Àsia, Rússia i Llatinoamèrica és inferior a 5, reflectint baixa capacitat de conversió, i elevada producció de fuel oil.[2]

El "Department of Defense Fuel Spending, Supply, Acquisition, and Policy" d'Estats Units mostra en el seu "CRS Report for Congress” l'índex de complexitat Nelson per a les 31 principals refineria del país.[3]

La revista Oil & Gas Journal calcula anualment la complexitat de les refineria en l'índex de complexitat Nelson.

Càlcul de l'índex de complexitat

[editar | editar còdic]

Supongam que per a construir una destilació de cru es tinga un cost d'1.000 O$S/BSD. Açò vol dir que una planta de 50.000 BSD costaria 50 millons (1.000 O$S/BSD X 50.000 BSD). Si una atra planta costa 3.000 O$S/BSD per a construir-la, tindria un factor de complexitat de 3. Cada unitat té un factor de complexitat relacionat en el cost de construcció de l'unitat de destilació.

A continuació es poden vore els valors de l'índex de complexitat Nelson:

  • Destilació (Topping): 1.0
  • Buit: 2.0
  • Coke: 6.0
  • Coke Decorregut: 6.0
  • Coke retardado: 6.0
  • Cracking Tèrmic: 3.0
  • Cracking Catalític: 6.0
  • Reforming Catalític: 5.0
  • Hidrocracking: 6.0
  • Hidrogenació Catalítica: 3.0
  • Alquilación / Polimerisació: 10.0
  • Isomerización: 15.0
  • Planta de lubrificants: 60.0
  • Planta d'asfalt: 1.5
  • Planta d'hidrogen (mils de peus cúbics diaris): 1.0
  • MTBE / TAME: 10.0
  • Visbreaking: 2.5

Plantilla:Fi columnes


Per a obtindre atres valors es pot vore la taula “Complexity factors for petroleum refinery operations” i la taula “Complexity factors in lube manufacture” en el lloc de University Microfilms International.[4] L'índex de complexitat Nelson d'una refineria és la sumatoria de les capacitats de cada planta (barrils per dia) multiplicada per l'índex de la taula anterior per a eixa planta i dividida per la capacitat del Topping (barrils per dia).

Cada nova planta que s'agrega per a aumentar la conversió en una destilería contribuïx a l'aument de la complexitat de la refineria en proporció als índexs assignats a eixe procés i la seua capacitat (d'alimentació o de producció). Considerem el cas d'una refineria en capacitat de destilació de cru de 50.000 BSD i una capacitat de la planta de buit de 30.000 BSD. La relació de capacitats és 0.6. El factor de complexitat Nelson per al buit és 2. La contribució de l'unitat de buit a la complexitat de la refineria general seria igual a 1,2 (0.6 x 2).[5]

En la seua guia de les millors tècniques del sector de refine del petròleu, la direcció general de calitat i evaluació ambiental espanyola indica l'índex de complexitat Nelson para totes les refineria europees, sent el valor mig 6.1.[6]

Daniel Johnston indica en Oil & Gas Journal que els índexs de complexitat no han canviat fortament en el pas dels anys. Construir un cracking catalític costa 5 a 7 voltes més (basat de barrils cúbics diaris), de la mateixa manera que la construcció d'una unitat de destilació atmosfèrica. Per lo tant, els índexs generalisats seguixen proporcionant una estimació ràpida i propenca a la realitat.[7]

CALCULO Bàsic DE CE

Unitats Cantitat bb/dia Nelson Factor millorat CE
Topping 2 190000 1.0 1.4 266000
Buit 2 80000 1.0 1.3 104000
Reforming 1 9000 3.4 1.0 30600
Cracking cat. 2 50000 7.2 1.3 468000
Coque 2 40000 6.4 1.2 307200

-

CE calculat: 1175800

Estudis comparatius de performance (Benchmarking)

[editar | editar còdic]
Artícul principal → Benchmarking.

Una refineria en un índex de complexitat Nelson de 5 es considera que té una complexitat cinc voltes major que una refineria que solament tinga una destilació atmosfèrica (topping) per a la mateixa càrrega de petròleu. En la globalisació, l'abundant informació i el desenroll informàtic el càlcul de la complexitat va ser millorat prenent en conte les distintes varietats d'operació en el mercat i donant un diagnòstic més concorde a la realitat.

En les últimes décades la pràctica de realisar estudis comparatius de performance (benchmarking) s'ha incorporat a la majoria de les empreses petroleres. És l'única manera de conéixer si els seus paràmetros de treball (eficiència, costs, energia, etc) es corresponen en l'excelència. Empreses consultores especialisades en recolectar i distribuir l'abundant informació entre les distintes empreses, assegurant la confidencialitat de les senyes, s'han agregat al sistema per a donar confiabilidad als estudis.


Els estudis actuals utilisen un índex de complexitat Nelson millorat anomenat capacitat equivalent de destilació (EDC, equivalent distillation capacity). En l'image es pot vore un eixemple del seu càlcul. Empreses en igual capacitat equivalent deurien tindre similar eficiència, cost, energia, cantitat de personal, etc.

Consum d'energia d'una refineria

[editar | editar còdic]
Relació entre consum d'energia d'una refineria (medit en BTU o unitats tèrmiques britàniques) i el seu índex de complexitat

Un dels resultats de l'us dels índexs de complexitat és el fet de que molts aspectes de l'operació d'una refineria estan relacionats en la complexitat. En particular, és possible correlacionar el consum d'energia en la complexitat de la destilería. La ventaja més important dels estudis comparatius és que indiquen quins són els consum d'energia d'una refineria per a una mateixa complexitat i induir a les companyies a que tracten de millorar la seua posició relativa en l'estudi de benchmarking. Esta millora es conseguix per mig de l'implantació de programes adequats d'aforro d'energia i l'introducció de tecnologies més eficients.[8]

En els estudis comparatius de performance actuals s'establix un nivell de consum d'energia estàndar per a cada unitat de procés de la refineria. Esta és una meta raonable. El factor guia és la raó entre el consum real d'energia i el valor estàndar. Per a relacionar el factor guia en els valors que realment es medixen en la destilería deu seguir-se el següent gràfic que representa el consum estàndar d'una refineria.

Els estudis demostren que les refineria en millors índexs d'energia monitorean contínuament els seus forns, usen eficientemente el seu vapor i el seu condensado, envien els seus productes a processos secundaris, evitant refredats innecessaris i convencent al personal de planta sobre les bondats de l'aforro d'energia.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. Reliance Industries Ltd (ed.): «Nelson's Complexity Factor». Archivat des d'el original, el 25 de febrer de 2009. Consultat el 28 de febrer de 2009.
  2. INC
  3. CRS Report for Congress
  4. Exchange rates, refinery flexibility, and international petroleum flows
  5. «& Evaluating Refineries». Archivat des d'el original, el 4 de març de 2016. Consultat el 27 de setembre de 2013.
  6. Guia de les millors tècniques del sector refine
  7. Refining Report Complexity index indicates refinery capability
  8. «d'energia en l'indústria del petròleu i del gas». Archivat des d'el original, el 2 d'octubre de 2013. Consultat el 26 de setembre de 2013.