La eficiencia energética es un factor decisivo en términos de competitividad entre los operarios de las refinerías y sus proveedores de válvulas

El papel del sector de la refinería en la economía europea es, sin duda, muy importante, tal y como enfatiza Elisabetta Gardini, miembro del Parlamento Europeo. No obstante, la industria está cambiando. Las refinerías europeas sufrieron unas pérdidas del 25 por ciento en términos de competitividad entre los años 2000 y 2015 con respecto a los competidores internacionales, debido a la estricta normativa medioambiental europea. La competencia es dura, especialmente en Asia y Oriente Medio, tal y como muestra la salud de las refinerías que están bajo la tutela de la Comisión Europea.

“Como continuación a la Directiva de la UE sobre las emisiones industriales (IED), las desventajas competitivas son causadas principalmente por los costes de las emisiones de CO₂”, tal y como explica la Asociación Alemana de Petróleo MWV e.V. En las regiones de fuera de Europa, no existe una limitación comparable. Resulta esencial que Europa siga siendo segura con respecto a las “fugas de carbono”, el éxodo de las plantas intensivas de energía o de las industrias ubicadas fuera de Europa. Los fabricantes de válvulas, naturalmente, siguen muy de cerca todos estos desarrollos.

La planta de refinería más grande de Europa está ubicada en Alemania. Entre trece refinerías suman una capacidad de procesamiento de 103,4 millones de toneladas. “Con una producción de refinería de 101 millones de toneladas, Alemania es la planta de refinería y el mercado de petróleo mineral más grande de Europa”, afirma el Ministerio Alemán de Asuntos Económicos y Energía. El creciente consumo de productos de petróleo mineral y la superior competitividad del exterior de Europa están provocando que muchas refinerías estén siendo vendidas o dejen de producir.

En 2014, Alemania importó aproximadamente 89 millones de toneladas de crudo y produjo 2,44 millones de toneladas en el propio país. Las refinerías procesan petróleo crudo principalmente a diésel, gasolina, combustible para calefacción, combustible de alta volatilidad y nafta para la industria petroquímica, así como bitumen para la construcción de carreteras, carbón extruido para la industria en general, calcita para la industria de aluminio y sulfuro para la industria química.

Un proceso complejo que requiere muchos componentes de planta. Incluye, entre otros, depósitos de petróleo crudo, calderas, deflagmadores, precipitadores, tanques, refrigeradores, turbinas, recalentadores, desulfuradoras, antorchas, tuberías y reactores. Hay válvulas prácticamente en cualquier sitio. La gran cantidad de válvulas utilizadas en una refinería, es decir, todo lo que un fabricante puede vender, puede verse en la refinería de petróleo mineral alemana Oberrhein (MiRO). Durante una inspección principal se comprobaron 1.200 válvulas de seguridad y 1.800 válvulas requeridas en casi todos los pasos del proceso: en la desalineación del petróleo crudo, en el hervidor, en la destilación de hasta 400 °C, en el craqueo catalítico, la hidrorrefinadora, el enriquecimiento y la desulfuración. Además, las válvulas también son necesarias para las tuberías que hay entre los segmentos de planta. En cuestión de válvulas, todo el proceso supone un gran reto: “En las refinerías se manejan sustancias peligrosas como el hidrocarburo, el ácido hidrofluórico, el agua ácida, los diversos gases líquidos, el tolueno, la anilina y el óxido de etileno”, explica el fabricante Schroeder Valves. Los fluidos son transportados mediante circuitos de alta presión con altas presiones de vapor.

Prácticamente todo el espectro de válvulas es necesario, por ejemplo, para el vapor de agua, el condensado, el gas y el proceso, el depósito, la purificación del gas y las aplicaciones de separación de petróleo crudo. El fabricante ARI-Armaturen fabrica válvulas de mariposa de metal tripe excéntricas, válvulas de seguridad, purgadores de vapor, válvulas de control con actuadores neumáticos o eléctricos y válvulas de desconexión manual con empaquetaduras de seguridad o fuelles.

Las refinerías requieren válvulas personalizadas para el proceso de producción de petróleo. Leusch fabrica válvulas para grandes diámetros nominales con diámetros de tubo de hasta DN 2500. Los requisitos incluyen una desconexión rápida y segura de los medios gaseosos y combustibles. “La válvula de cierre rápido operada por medios propios está equipada con un actuador de pistón totalmente adecuado para su aplicación con medios de funcionamiento gaseoso”, explica el fabricante de válvulas Kühme. El cierre rápido automático se lleva a cabo en menos de 1 segundo con la fuerza del muelle. El cono de la válvula con el elemento de sellado blando garantiza una rigidez absoluta. Se trata de un elemento fundamental en las refinerías.

Las válvulas de alto rendimiento también son necesarias en las aplicaciones de vapor de gran presión de las refinerías. En este sentido, Crane produce válvulas con bonete con pernos y sellado de presión. Están fabricadas en robusto carbono fundido y aceros aleados en configuraciones múltiples y de varias válvulas de comprobación. Para el aislamiento de Coker se utilizan válvulas de aislamiento capaces de soportar altas temperaturas.

Arca utiliza GS-C25/ A216WCB como material estándar de sus válvulas para el uso en el craqueo catalítico y en las plantas de Claus. También se demandan los diseños especiales fabricados en Hastelloy y Monel. Arca declara que las temperaturas pueden variar desde los -190 grados Celsius a los +570 grados Celsius.

Se utilizan quemadores en las refinerías para hervidores de tubo de agua y combustiones de CO₂; debe asegurarse la operación de quema de combustible. Por lo tanto, las estaciones de quemadores necesitan adecuarse con las válvulas requeridas para el funcionamiento seguro del hervidor. “En las líneas de petróleo suele utilizarse una combinación de dos válvulas de cierre, con función de control para el suministro de combustible”, tal y como explica Kühme. De forma paralela a la línea de petróleo, la línea de vapor transporta el vapor de agua de atomización al quemador. “La estación del quemador está equipada con válvulas de cierre de seguridad para combustibles y en el caso de los quemadores de petróleo, también con vapor atomizador y de purga”. Las líneas de vapor están equipadas con válvulas de seguridad. Kühme: “De forma estándar, el lado aguas arriba en frente de la válvula de cierre de seguridad debe estar equipada con un dispositivo de cierre manual y con filtro”. Los manómetros pueden instalarse en un extremo de presión. Todas las válvulas neumáticas son suministradas a través del distribuidor de aire comprimido central.

Las refinerías basan todas las decisiones con las que desean proveerse en la eficiencia energética. Con el fin de seguir siendo competitivos con el número creciente de competidores de fuera de Europa, deben reducirse los costes de energía. Tomemos como ejemplo la refinería PCK Refinery en Schwedt, Alemania. Suministra un 90 por ciento de su gasolina a la región de Berlín-Brandemburgo mediante productos de gasolina, diésel, queroseno, petróleo de calentamiento y otros productos de petróleo mineral, siendo su participación total en la producción de combustible en Alemania de aproximadamente el diez por ciento. En la Refinería PCK se aplicó un programa de eficiencia energética (PEP). El reacondicionamiento y la readaptación de la planta van de la mano del rendimiento y la eficiencia energética, proporcionando en el futuro un nivel de petróleo crudo utilizado como energía inferior al diez por ciento. El objetivo es aumentar la eficiencia de la caldera, reducir la cantidad de gas de combustión, disminuir la temperatura del gas residual emitido y la cantidad total de emisiones de CO₂.

Además, la refinería PCK implementa un concepto de logística respetuoso con el medio ambiente: El 60 por ciento de los productos se distribuyen por tren, el 27 por ciento por gasoducto y tal solo el 13 por ciento por carretera. Funcionando como una refinería libre de residuos, el petróleo crudo no utilizable se convierte en energía en la planta de generación de calor y energía. Los fabricantes de válvulas deben adoptar medidas con estos desarrollos para participar en su propio beneficio.

Al final, las refinerías solo son un escalón más en la larga cadena de procesos. La cadena comienza con la producción de petróleo en tierra y mar, los gaseoductos y la construcción de los mismos para procesar las capacidades de las refinerías, o las industrias petroquímicas y químicas. “Al mismo tiempo, existe una creciente necesidad de equipamientos de alta calidad como las válvulas”, explica ARI Armaturen. Es necesario tomar nota de otros pasos del proceso, como las numerosas instalaciones de almacenamiento y, finalmente, la distribución del diésel, el combustible, el petróleo de combustión para compañías y particulares. Por norma general, las válvulas se requieren tanto al principio como al final de la cadena.

Los interesados no tienen necesidad de temer al futuro. Los fabricantes de válvulas participarán en la producción de las refinerías a largo plazo. Gracias al crecimiento económico global y al creciente consumo de energía, el procesamiento de petróleo crudo sigue siendo muy importante. A pesar de que el petróleo es un recurso finito, la cantidad mundial de reservas de petróleo ha aumentado, enfatiza Steffen Dagger, director de la Asociación Alemana de Petróleo MWV e.V. El Instituto Federal Alemán de Geociencia y Recursos Naturales, BGR, prevé las reservas totales de petróleo en aproximadamente 585.000 millones de toneladas. El consumo anual, en boca de Dagger, es de aproximadamente 4.000 millones de toneladas.

El sector tiene una perspectiva positiva también debido a la creciente demanda en mercados emergentes como China e India. La industria de procesamiento de petróleo está aumentando la producción de estos países de manera masiva. Un desarrollo obligado a cumplir con los libros de pedidos de los fabricantes de válvulas.

Foto 3. Messe Düsseldorf, Constanze Tillmann.

Foto4. Messe Düsseldorf, Constanze Tillmann.