Otra industria emergente: Las grandes plantas de producción de olefinas

La producción de olefinas es una de las industrias que continua en plena expansión, y continúa la actualización de capacidades y equipos. La capacidad de producción de olefinas se ha doblado en los últimos quince años. La capacidad actual de producción es de 130 MMtpy y la demanda aproximada es de 114 MMtpy. El ritmo de crecimiento global de la producción de etileno es aproximadamente un 4,5 % anual, y la capacidad de producción probablemente se doblará de aquí a 2025. Nuevos diseños se están proponiendo para las nuevas plantas de etileno/propileno, pero la mayor parte de la producción actual proviene de los crackers de vapor convencionales. Como consecuencia del ritmo de crecimiento en la última generación, la producción de olefinas se ha incrementado desde 0,5 MMtpy de etileno (a finales de 1970) a 1,5 MMtpy hoy. La industria ha incrementado el tamaño de los equipos individuales y, en anticipación de incluso capacidades más grandes, está desarrollando equipamiento de mayor tamaño. Las primeras plantas de etileno tenían aproximadamente 20 hornos de cracking individuales. Por ejemplo, una unidad importante europea, construida hace treinta y cinco años, tenía una capacidad inicial de proceso de 450 Mtpy y usaba16 hornos de alimentación nueva más dos hornos de reciclaje. Las unidades actuales son siete veces más grandes. A continuación describimos algunas características del equipamiento de estas unidades, y como veremos en todos los casos se utilizan equipos de grandes dimensiones.

• Compresores: Virtualmente todas las nuevas planta de etileno incorporan un único sistema de compresión de cracked-gas. Las primeras unidades usaban normalmente unidades gemelas en paralelo o incluso una unidad de reserva. Algunas unidades anteriores a 1970 consistían en múltiples compresores recíprocos. Los compresores centrífugos de alta capacidad representan muchos desafíos de diseño, fabricación y operación. Aun hoy, hay pocos fabricantes de compresores que cumplen los requerimientos de la mega-capacidad. Turbinas de vapor: Respecto a las turbinas de vapor, hay disponibles turbinas de 200 MW, no obstante, las unidades de rpm variable, como las que se implementan en las plantas de etileno, suelen estar limitadas a 80 MW.
• Torres de fraccionamiento: Las plantas de megaolefinas incluyen varias torres de fraccionamiento principales. Una unidad de etileno de 1 MMtpy, incluye hasta cuatro torres con un peso de unas 1000 toneladas, pero si la unidad está próxima a un puerto pueden montarse torres de hasta 2000 toneladas.
• Intercambiadores de calor: Los intercambiadores de calor más grandes usados en este tipo de plantas son enfriadores de aire, y representan hasta el 50 % de las necesidades de enfriamiento totales. En la mayor parte de los casos se montan intercambiadores horizontales con una elevación de hasta veinte metros. Los intercambiadores de calor de tubo y carcasa también van más allá de las dimensiones tradicionales, con áreas de superficie de hasta 2000 m2 por carcasa con tubos de un único paso de 13 m de longitud.
• Sistemas de tuberías: El coste de un sistema de tuberías en una megaplanta puede ser tan alto como un 40 % de la inversión total.