DISEÑO DE UNA TORRE DE REFRIGERACIÓN PARA LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA KANGAN PETRO REFINING CO. (KPRC)

Abstract

En la industria las máquinas y procesos generan grandes cantidades de calor durante su operación. Para mantener un funcionamiento eficiente, este calor debe ser evacuado, típicamente a grandes masas de agua antes de su liberación a la atmósfera. Este método de enfriamiento, aunque natural y efectivo, depende en gran medida de las condiciones climáticas locales. Un ejemplo claro de esta necesidad se encuentra en la refinería de Kangan, en Irán. Durante la primera fase de su construcción, se estableció una sección dedicada a la recuperación y procesamiento de hidrocarburos pesados. Aquí, el enfriamiento de diversos subprocesos se logra mediante el uso de una torre de refrigeración que debe disipar 406,4 MW de calor, usando agua entre 45 y 35ºC. El diseño de esta torre de refrigeración es crucial para este proceso y depende de diferentes factores, incluyendo las características del agua de refrigeración y/o las condiciones psicrométricas del aire. Se ha determinado que el tipo de torre de refrigeración más adecuado para este caso particular es el de tiro inducido y flujo contracorriente, y se han calculado distintos parámetros de diseño relacionados con ésta: evaluación de diferentes tipos de relleno, pérdidas de carga asociadas a cada uno, y potencias consumidas en los equipos mecánicos necesarios. Finalmente, se ha realizado un análisis económico para seleccionar una torre que no solo sea óptima en términos de operación, sino también rentable a largo plazo. Se ha seleccionado una torre de refrigeración de tiro inducido con flujo a contracorriente con 9 celdas de 16 metros de largo y 18 metros de ancho. Se han analizado varios tipos de relleno y se ha seleccionado como más adecuado uno de tipo laminar, concretamente el SNCS. Este relleno presenta una morfología de paso de aire y agua más compleja que el resto, aumentando la superficie y tiempo de contacto entre ambas fases. Como consecuencia, necesita un menor caudal másico de aire para refrigerar un mismo caudal másico de agua. Esto repercute directamente en la pérdida de carga de la torre de refrigeración, generando un menor consumo eléctrico, una menor potencia instalada, un menor coste de instalación y de operación y un menor impacto medioambiental. Este enfoque integral asegura que la refinería de Kangan no solo cumpla con sus objetivos operativos, sino que también lo haga de manera económicamente sostenible.