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12/10/2016

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Daniele Cecchelli

Vicepresidente de America

Desarrollo de Negocios

División de IMI Critical Engineering Petroquímica

Houston, TX

[email protected]

Válvula de Aislamiento de la Línea de Transfer (Convertidor-Fraccionadora) en Plantas Catalíticas (FCC)

mailto:[email protected]

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• Generalidades

• ¿Qué es una Válvula de Aislamiento de la Línea de Transfer del Convertidor a la Fraccionadora?

• ¿Dónde está localizada la válvula en una Unidad Típica de FCC?

• ¿Por qué instalar la válvula en tu unidad FCC?

• Resumen de componentes principales

• Detalles de los Internos

• Como funciona

• Purga

• Indicadores de posición

• Consideraciones de diseño, métodos y características

• Lista de Referencias

Válvula de Aislamiento de la Línea

de Transfer

• Válvula de Compuerta de paso continuo de Doble Disco

• La Válvula tiene dos discos de cierre independientes con un arreglo de cuña partida y bola, que proporciona un funcionamiento confiable y un verdadero doble bloqueo y purga.

• Puerto completo o reducido

• Capaz de funcionar en servicios severos con formación de carbón

• Recubrimiento de soldadura en todos sus asientos resistente al desgaste y corrosión.

• La superficie del asiento está completamente protegida del flujo del proceso en la posición abierta o cerrada.

• Fuerza de sellado mecánico activo y controlado por el arreglo de cuña partida y bola

• El arreglo interno de la cuña y bola proporciona la holgura a los discos para moverse y minimiza la fricción y desgaste de asiento a asiento

• El puerto abierto tiene anillos de asiento extraíbles para permitir un mejor sellado en la posición abierta (fuelles) minimizando el efecto de las deflexiones del asiento debido a las cargas de la línea

• Cualquier tipo de actuador puede ser usado:

• Posición Cerrada: torque asentado (interruptor de torque); posición abierta: posiciónasentada (interruptor límite)

• Diseño Patentado

¿Qué es una Válvula de Asilamiento de la Línea de Transfer

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ABIERTA CERRADA


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4

1B

1A8

Air

67

Catalyst

Withdrawal

1C

2

Wet Gas / LPG

Naphtha / Gasoline

LCO / Middle Distillate

HCO / Fuel Oil

Pump

Around

Bottom

Residual

Bottom

Discharge

Pumps

Pumps

5

5

5

5

5

5

5

5

5

2

3 - Butterfly Valve

3A - Diverter Valve

4 - Goggle Valve / Automatic Blind - Isolation

5 - High Performance Gate Valve (Double Disc) - Isolation

6 - Catalyst Withdrawal Plug Valve - Control

7 - Catalyst Withdrawal Ball Valve - Isolation

8 - Special Check Valve - Air Blower

3

1D

4

3

4

3

Reactor

Regenerator

Separator

Expander

Orifice

Chamber

Stack

Electrostatic

Precipitator

CO Boiler or

Waste Heat Boiler

Flue Gas Cooler

3

4

4

4

4

3A

43

3 4

4

1A - Regenerated Catalyst Slide Valve (Single Disc)

1B - Spent Catalyst Slide Valve (Single Disc)

1C - Recirculated / Cooled Catalyst Slide Valve (Single Disc)

1D - Flue Gas Slide Valve (Double Disc)

2 - Double Disc Through Conduit (Double Disc) - Isolation

3A

Fractionator

¿Dónde está localizada la válvulaen una Unidad Típica de FCC?

Válvula de Compuerta de paso continuo de Doble Disco

¿Dónde está localizada la válvulaen una Unidad Típica de FCC?

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• Seguridad

• Mantener al personal fuera de la línea de fuego

• Permite condiciones mucho más seguras durante la instalación de bridas ciegas en la fraccionadora

• Aislamiento rápido del Convertidor y la Fraccionadora

• La Válvula puede moverse o desplazarse en minutos Vs horas

• Disminuye los tiempos de paros y arranque

• Durante un paro de la Unidad FCC no se necesita enfriar para aislar

• Continuar el arranque sin demora después del curado del refractario del Convertidor

¿Por qué instalar la válvula en tuunidad FCC?

Throughway

BodyDiscSpring

Guide Plates

Stem

Actuator

Wedge Mechanism

Disc

Locking Pin

Resumen de componentes principales

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Throughway

Stem

Carrier

Wedge Mechanism

Disc

Cup Springs

Tipo de internos• Estacionarios• Accionados

Guides


Throughway

StemCarrier

Wedge Mechanism

Disc

Cup Springs

Internos de Válvulas Accionados


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Discos y cuñas

Wedges- 2 piece- Floating

Discs- Overlay - Stellite 6- Floating

Stem- “Tee” Head- Floating

Ball- Centering- Floating

Carrier Disc Springs

Thrust Washer


Seal Weld- Located on upstream side-Valve is unidirectional flow

Inner Sleeve Pipe-Maintains Smooth Flow Path-Bellows Protection

Seat Rings- Floating- Overlay

- Stellite #6

Puerto Abierto

Bellows Spring Packs

FLUJO


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Paquete de resortes del Puerto Abierto

Set Screw

Mounting Stud

Disc Springs

Lock Ring

Adjuster

Lower Bolt

Upper Bolt


Detalles del Pasador de bloqueoLocking Pin

Locking Pin

Hole in Carrier


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Detalles del prensaestopas

Lip Seals

Live Load Springs

Stem

Lantern Ring

Packing Gland

Bushing

EmergencyInjection Port

Packing

Packing Gland Flange


Detalles de los Internos

Carrier

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Carrier

Disc


Carrier

Disc

Wedge


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Disc

Carrier

Wedge

Ball


Carrier

Disc

Wedge

Ball

T-Head


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12

Carrier

Disc

Wedge

Ball

T-HeadStem


Carrier

Disc

Wedge

Ball

T-HeadStem


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Disc

Carrier

Wedges

T-HeadStem

Disc Springs


Carrier

Disc

T-Head

Stem

Wedges

Thrust Washer

Disc Springs


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Carrier

Disc

T-Head

Stem

Wedges

Thrust Washer

Stem Nut

Disc Springs


Disc

Carrier

T-Head

Stem

Wedges

Thrust Washer

Jam Nut

Stem Nut

Disc Springs


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Stem

Carrier

Wedge Mechanism

Disc

DiscSprings


Stem

Wedge Mechanism

Disc

Carrier

Cup Spring


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Discos y Cuñas


Puerto abierto

Throughway Downstream Forging


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Puerto Abierto


Throughway UpstreamForging

Seat Overlay

ThroughwayBellows


Puerto Abierto



Seat Overlay

ThroughwayLiner

Spring Pack Mounting Hole


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Puerto Abierto



Seat Overlay

ThroughwayLiner

Spring Packs


Puerto Abierto

ThroughwayDownstream Forging

Throughway UpstreamForgingSeat Overlay

ThroughwayLiner

Spring Packs


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Cilindro del fuelle


Ensamble de las arandelas Belleville de carga vivas del Puerto abierto

F F


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Throughway

Stem

Carrier

Wedge Mechanism

Disc

Disc Springs


Cargador

Para los discos y el ensamble del pasocontinuo


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Internos Fijos de la Válvula

Guide Plates

Guide Plates -Free Floatingon Body Bosses


Stem

Disc

Carrier


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Internos instalados en el cuerpo


Ensamble final

Posición Cerrada

Posición Abierta

Refractory Lining


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Ensamble Final / Instalación



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• Flujo de purga permanente y continua a través del cuerpo de la válvula debe mantenerse bajo todas las condiciones del proceso

• Abierta

• Cerrada

• En movimiento

• La presión de purga se regula y debe mantenerse aproximadamente a 7 psi por encima de la presión de operación del proceso por las siguientes razones:

• En la posición abierta evita la entrada de partículas al cuerpo de la válvula y previene la acumulación de las mismas en las partes internas

• En la posición cerrada proporciona un sellado adicional contra las fugas (doble bloqueo y purga)

• Mantiene la cavidad del cuerpo de la válvula libre de desechos para que la válvula puede moverse libremente

• Los fluidos de purga son típicamente vapor de agua sobrecalentado o Nitrógeno

• La presión de vapor de la purga nunca debe exceder la presión de diseño del cuerpo.

Purga

Purga

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Indicadores de Posición

Position Indicator

Consideraciones de Diseño, Métodos y Características

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• Mitigación contra la formación de carbón en los componentes internos de trabajo

• La protección de los asientos a la erosión y de coque mientras que la válvula está en la posición abierta

• El cuerpo de la válvula debe estar diseñado para resistir cargas lineales• Aislamiento por Doble bloqueo y purga para permitir la rápida y segura

instalación de bridas ciegas.• Orientación típica de montaje - Válvula: Vástago vertical, Línea: Horizontal• Los tamaños de las válvulas son desde 6 "a 100“• Conexiones de instalación en la tubería: Soldada o bridada• Los materiales de construcción son basadas en las especificaciones del cliente y

las condiciones de diseño• Refractarios y revestimiento resistente a la erosión pueden ser utilizados para

proteger aún más el cuerpo de válvula y el puerto abierto.• Rendimiento del sellado de la válvula


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Casos de CargaTable 4 - Load Cases

Load

Case(see Note 1

and 4)

Design

Pressure(see Note 2)

Weight(see Note 2)

Stem

Thrust(see Note 3)

Line

Gravity

Line

Pressure

Line

Thermal 1

Line

Thermal 2

Line

Thermal 3

Line

Wind 1

Line

Wind 2

Line

Seismic 1

Line

Seismic 2

1 X X X

2 X X X X X X

3 X X X X X X X

4 X X X X X X X

5 X X X X X X X

6 X X X X X X X

7 X X X X X X

8 X X X X X X X

9 X X X X X X X

10 X X X X X X X

11 X X X X X X X

12 X X X X X X

13 X X X X X X X

14 X X X X X X X

15 X X X X X X X

16 X X X X X X X

Hydro X X


Materiales

Label Description

A SA-516 Gr 70; shell; 1 inch; no corrosion

B SA-516 Gr 70; shell; 1 inch; 1/16 inch corrosion

C SA-516 Gr 70: 1/16” CA removed on ID surfaces solid

D SA-387 Gr 11 CL2; shell; 2 inch; no corrosion

E SA-387 Gr 11 CL2; shell; 2 inch; 1/16 inch corrosion

F SA-105; 1/16” CA removed on ID surfaces solid

G SA-182 F11 CL2; 1/16” CA removed on ID surfaces solid

H SA-36; see Figure 3; no corrosion


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Modelo para análisis EstructuralModelo para análisis Térmico


Presión Aplicada


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Acoplamientos y puntos de referencia


Perfil estrés

Resultados de Análisis de Elementos Finitos (FEA)


Perfil Térmico

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Evaluación de Contacto FEA- Asientos de entrada

Presión de Diseño + Cargas de la Línea Presión de Diseño


Evaluación de Contacto FEA – Discos de Entrada



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Evaluación de Contacto FEA – Asientos de Salida



Evaluación de Contacto FEA – Disco de salida



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Customer Year Order ID QtyPressurebar / psi Temperature Operation Designation

MW Kellogg for BP1994 JWO-06207 36" 1

3.45 555°CManual

Reactor Overhead Line,

Lima, OH 50 1030°F Fractionator Inlet

F.D.B.V. for FINA1995 5.36007 16" 1

5.20 477°CElectric

Fractionator

Refinery Antwerp 75.40 890°F Bottom

NATREF R.S.A.1995 5.3602 28" 1

2.81 550°CManual


Sasolburg 40.75 1022°F Fractionator Inlet

Shell Oil Products1997 JWO-97275 48" 1 2.14 565°C Manual Reactor Overhead Line,

Deer Park, Texas 31.00 1050°F Fractionator Inlet

* Bechtel for Reliance1998 8.36023 78" 1

4.10 565°CManual


Jamnagar, India 59.45 1050°F Fractionator Inlet

Placid1999 JWO-99164 30" 1

2.41 565°C Manual Reactor Overhead Line,

Port Allen, LA, USA 35.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

KBR for SUNOCO2000 JWO-20046 52" 1


Marcus Hook, PA, USA 40.00 1150°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Conoco - Ponca City2001 JWO-01069 36" 1


OK, USA 50.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Phillips 66 Sweeney2001

01C02448" 1


Old Ocean, TX, USA JWO-01083 50.00 1020°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Marathon - Texas City2002 JWO-02093 44" 1


TX, USA 46.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

* MIRO, Karlsruhe2003 03C015 48" 1

4.80 580°CElectric


Germany 69.60 1076°F Fractionator Inlet

ExxonMobil, Billings2004 JWO-203209 36" 1

3.10 649°CElectric


Montana, USA 45.00 1200°F Fractionator Inlet

NCRA, McPherson (CHS)2005 JWO-204175 3" 1


Kansas, USA 50.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Chevron Refining2005 JWO-204244 48" 1


Richmond, CA, USA 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Conoco Phillips2005 JWO-205072 24" 1


Ponca City, OK, USA 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Chevron Refining2005 JWO-205092 66" 1


Pascagoula, MS, USA 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Dung Quat Refinery2007 06C045 60" 1

5.20 500°CElectric


Vietnam 75.40 932°F Fractionator Inlet

*Bechtel for Reliance 2007 06C029 78" 1


Jamnagar, India 59.45 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Chevron2008 JWO-208015 48" 1


El Segundo, CA 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Valero Refining2008 JWO-208082 48" 1


Corpus Christi, TX 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

ConocoPhillips2008 JWO-208155 60" 1


Linden, NJ 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Sasol 2009 JWO-204080 36" 1

3.50 400°C Manual Bevel Reactor Overhead Line,

Built by Z&J S.A. 50.00 750°F Gear Fractionator Inlet

Válvula de Aislamiento de la Línea de Vapor de Reflujo del Reactor

Lista de Referencia en Todo el Mundo

Rominserv / Rompetrol2010 10C006 36" 1

3.50 566°C Manual Bevel Reactor Overhead Line,

Constanta Refinery 50.76 1051°F Gear Fractionator Inlet

IOCL Paradip Refinery2010 72" 2

3.50 565°CElectric


Paradip, India 50.00 1050°F Fractionator Inlet

Western Refining2011 JWO-211247 24" 1

3.10 550°CElectric


Gallup, NM 45.00 1025°F Fractionator Inlet

CVR (Old Wynnewood)2012 JWO-212104 26" 1

3.50 550°CElectric


Wynnewood, OK, USA 50.00 1020°F Fractionator Inlet

ISAB,Priolo 2012 12C015 38" 1

3.00 550°C Electric Reactor Overhead Line,

Italy 43.60 1025°F Fractionator Inlet

Petron Bataan Refinery2012 12C030 66" 1

3.90 575°CElectric


The Philippines 56.70 1067°F Fractionator Inlet

PCK2012 30" 1

3.50 565°CElectric


Schwedt/Oder, Germany 50.00 1050°F Fractionator Inlet

Shell Oil Products2013 JWO-212214 50" 2

3.50 566°CElectric


Motiva Norco, LA, USA 50.76 1051°F Fractionator Inlet

Phillips 66 2013 JWO 213194 44" 1

2.75 550°CElectric


Roxana, IL, USA 40.00 1025°F Fractionator Inlet

Phillips 66 2013 JWO-213317 42" 1

3.45 550°CElectric


Westlake, LA, USA 50.00 1020°F Fractionator Inlet

BPCL Kochi Refinery2013 13C034 100" 1

3.50 607°CElectric


India 50.00 1125°F Fractionator Inlet

Nghi Son Refinery2014 14C003 88" 1

4.80 565°CElectric


Vietnam 70.00 1049°F Fractionator Inlet

Marubeni Corp. / Deep Oil2014 14C020 60"

4.60 565°CElectric


Refining Complex, Kazakhstan 66.70 1049°F Fractionator Inlet

CTCI Chiyoda2015 15C017 75"

5.50 565°CElectric


Malaysia Rapid P1 79.80 1049°F Fractionator Inlet

CTCI Chiyoda2015 15C017 42"

5.50 565°CElectric


Malaysia Rapid P1 79.80 1049°F Fractionator Inlet

Marathon2015 JWO-215014 76" 1

3.45 565°CElectric


Garyville, LA, USA 50.00 1050°F Fractionator Inlet

Phillips 662016 JWO-216067 36" 1

5.17 565°CElectric


Ferndale, WA, USA 75.00 1050°F Fractionator Inlet

Valero Refining2016 JWO-216098 52" 1


Corpus Christi, TX 45.00 1050°F Bevel Gear Fractionator Inlet

Válvula de Aislamiento de la Línea de Vapor de Reflujo del Reactor

Lista de Referencia en Todo el Mundo

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¡Gracias!

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