Minimización de los residuos provenientes de la generación de las resinas de las plantas desmineralizadoras del Centro Refinador Paraguaná - Amuay

Abstract

El abastecimiento de agua en el Estado Falcón se ha visto afectado en los últimos años por las prolongadas sequías e incrementos en el consumo industrial y de las poblaciones, razón por la cual se ha considerado el estudio del reuso de agua de proceso para disminuir la dependencia de las fuentes externas de agua, siendo las plantas desmineralizadoras una posible alternativa debido a que durante la operación de regeneración de las resinas se genera un volumen considerable de efluentes. La mayor cantidad de estos efluentes son enviados a los tanques de neutralización para luego verterlos al desagüe que se dirige a la bahía de Amuay. Por esta razón, el objetivo principal de este estudio es la minimización de los desechos de la regeneración de las resinas de las plantas desmineralizadoras (DMAY-2/3), con la finalidad de desplazar volúmenes de agua cruda proveniente de Hidrofalcón. Para cumplir este objetivo se plantearon dos alternativas: la evaluación del proceso actual de regeneración para conocer cuál o cuáles de los pasos de la regeneración pueden ser recuperados sin requerir de tratamiento, y la alternativa de recuperar el resto de los volúmenes desechados en el proceso de regeneración por medio de una tecnología de desalación. En la primera etapa se realizó la evaluación de las características físico-químicas de los pasos de las regeneraciones de las resinas, para luego a partir de ellos seleccionar aquellos que pueden ser desviados del tanque de neutralización a otro proceso dentro de la refinería. Los procesos evaluados como destino de los pasos a recuperar fueron: tanques de agua cruda, torres de enfriamiento, plantas desmineralizadoras y plantas de ablandamiento en caliente (WZAY-2/3) por medio de los tanques de agua recuperada de las plantas desmineralizadoras. Luego de ello se estableció el incentivo económico y las instalaciones requeridas para cumplir con la recuperación de estos volúmenes de agua. En la segunda etapa se evaluaron las diversas tecnologías de desalación existentes en el mercado para seleccionar aquella que mejor se adaptara al tipo de agua almacenada en los tanques de neutralización de las plantas desmineralizadoras. La selección de la tecnología se llevó a cabo por medio de una matriz integrada por diversos parámetros relacionados a la experiencia, complejidad, operación, mantenimiento, seguridad y economía. Una vez seleccionada la tecnología se determinó el número de plantas de tratamiento necesarias y se evaluaron las posibles alternativas para destinar las corrientes de producción (permeado) y concentrado (rechazo) de las plantas de tratamiento. Adicionalmente se realizó un estudio de las instalaciones preliminares para la ubicación de las nuevas plantas de tratamiento. En la delimitación de alcances del estudio se obtuvo que el caudal de agua actualmente desechado en la regeneración de las resinas de la planta DMAY-2 es 241 gpm y en la planta DMAY-3 179 gpm, lo cual hace un total de 420 gpm. En la evaluación del proceso actual de regeneración de las resinas se obtuvo que pueden ser recuperados completamente los siguientes pasos: “servicio CAD - 1er contralavado CAF” y “contralavado CAD - disponible CAF” en los intercambiadores catiónicos de DMAY-2, “1er contralavado” y “precalentamiento” en los intercambiadores aniónicos de DMAY-2, “servicio CAD - lavado superficial CAF” y “contralavado CAD” en los intercambiadores catiónicos de DMAY-3. La cantidad de agua que representa estos pasos son 29 gpm en DMAY-2 y 12 gpm en DMAY-3, para un total de 41 gpm. La mejor opción de las alternativas estudiadas para destinar éstos pasos son los tanques de agua recuperada existentes en cada planta DMAY-2/3, para luego ser alimentados a las plantas WZAY-2/3. El potencial ahorro asociado a la recuperación de éstos pasos es de 41,7 MMBs al año, sin considerar las implicaciones económicas de las instalaciones necesarias para realizar la recuperación de ésta agua. Las instalaciones requeridas en DMAY-2 son una línea de tubería de 10 pies de longitud y dos válvulas de bloqueo, mientras que en DMAY-3 se requiere de una línea de 6 pies de longitud y tres válvulas de bloqueo. En la alternativa de recuperar el resto de los volúmenes de agua desechados en el proceso de regeneración se determinó que la opción tecnológica que mejor se adapta a las consideraciones técnico-económicas evaluadas es la “ósmosis inversa”. El tratamiento del contenido de los tanques de neutralización se realizaría por medio de dos plantas: una para cada tanque. En el caso del módulo a ubicar en DMAY-2 el permeado se enviará a WZAY-2/3 y en el caso del módulo de DMAY-3 se destinará a la entrada de la misma planta, por medio de la recirculación de las bombas de alimentación. Por su parte, los efluentes concentrados en DMAY-2 se destinarán al desagüe ubicado debajo del rack de tuberías de DMAY-1, y en el caso de DMAY-3 al actual punto de desagüe al lado del tanque de neutralización de DMAY-3. El agua desechada de los módulos de ósmosis inversa cumple con la normativa ambiental vigente establecido en el Decreto Nº 883, por lo que se podrá descargar directamente a la bahía de Amuay. En DMAY-2 el módulo de ósmosis inversa operará de manera continua a un caudal de 210 gpm utilizando algunas de las instalaciones de DMAY-1 (actualmente desincorporada), mientras en DMAY-3 el módulo operará de manera intermitente con un caudal de operación de 600 gpm. Ambas alternativas de recuperación de agua (con y sin tratamiento) permiten minimizar los residuos provenientes de la regeneración en un 70%, es decir que ahora serán desechados 125 gpm de los 420 gpm originales. Además se presentan las recomendaciones para disminuir los volúmenes de agua generados en las regeneraciones de las resinas y obtener resultados óptimos en la instalación y operación de las nuevas plantas de tratamiento.