Construcción y despliegue de un Gemelo Digital basado en elementos finitos para monitorizar la integridad estructural de un reactor de hidrocraqueo. Esta solución nos permite analizar en tiempo cuasi-real el margen de seguridad contra fractura frágil y el daño por fatiga, optimizar los arranques, extender la vida útil del reactor e impulsar la concienciación sobre la integridad de los activos críticos.
Candidatura
Digital Twin Hydrocracker
Más información en: https://www.cepsa.es/
Indicadores y procesos de mejora
-Concienciación sobre el impacto de la operación en la integridad del equipo, permitiendo analizar eventos y evitar daños en el equipo en el futuro.
-Optimización de curvas de arranque dentro de los límites de seguridad definidos, reduciendo el tiempo de parada en 12 horas (ahorro de 230 k€/año).
-Extensión de hasta 5 años en la vida útil del reactor.
-Automatización de estudios Fitness-For-Service, reduciendo costes de mantenimiento e inspección.
Cuantificación/Estimación reducción consumo
La monitorización de temperaturas y tensiones en la pared del recipiente permite actuar de manera temprana ante eventos potencialmente dañinos, mejorando la eficiencia en la operación y evitando paradas no programadas por mantenimiento.
Además, el conocimiento sobre las distribuciones de temperaturas en los lechos internos aporta una visión completa sobre la actividad del catalizador, mejorando la información disponible para optimizar la producción de la unidad y prolongando los ciclos de operación.
Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2
La extensión de la vida útil del reactor evita las emisiones asociadas a la fabricación, transporte y puesta en marcha de un nuevo reactor (500-1000 toneladas CO2). Por otro lado, al prolongar los ciclos de operación, minimizar las paradas para mantenimiento y tener un conocimiento actualizado sobre las zonas con más daño de fatiga acumulado, se reduce la frecuencia de viajes del personal técnico y de movilización de equipos, lo que tiene un impacto positivo en la reducción de emisiones de CO2 scope 3.
Innovación aplicada y buenas prácticas
A medida que nuestros reactores envejecen y sus escenarios operativos evolucionan con la introducción de materias primas bio-basadas, la conciencia sobre la integridad de los activos juega un papel cada vez más importante para asegurar la operación fiable de la unidad. Esto convierte a los Digital Twin en un vector tecnológico clave para la transformación del modelo operativo de CEPSA.
El gemelo digital desarrollado considera el estado real del equipo, procesando el histórico de operación desde su puesta en marcha. Los principales retos de este proyecto han sido desplegar el gemelo con conectividad en tiempo cuasi-real para identificar situaciones de riesgo relacionadas con la integridad estructural y validar el modelo de manera independiente para modificar los procedimientos de operación en base a los resultados obtenidos.
Uso de tecnologías (TICs)
El Gemelo Digital utiliza un modelo de arquitectura ciberseguro para importar de manera continua los últimos datos de operación desde el historificador de procesos. Tras pasar por un algoritmo de limpieza basado en Machine Learning, los datos se ingestan en una base de datos intermedia, desde la que viajan a la plataforma de elementos finitos para ser procesados. Los resultados post-procesados, como las distribuciones de temperatura y la linealización de tensiones, se muestran finalmente en cuadros de mando disruptivos para su explotación.
