POSTER-08 ANÁLISIS DEL RIESGO AMBIENTAL PARA UN PROCESO DE ENDULZAMIENTO DE CONDENSADOS AMARGOS MUNGUÍA MIRANDA R.1, SÁMANO TREJO V.2 TOVAR GÁLVEZ L.R.1 1 2 Centro Interdisciplinario de Investigaciones y Estudios sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Miguel Othón Mendizabal 485, Nva. Industrial Vallejo, C.P. 07000, México, D.F. Instituto Mexicano del Petróleo, Eje central Lázaro Cárdenas 152, San Bartolo Atepehuacan C.P. 07730, México, D.F. 53 33 65 74, vsamano@imp.mx RESUMEN El presente trabajo aborda la problemática de la aplicación de un análisis de riesgo en la interconexión de dos plantas de endulzamiento para condensados amargos de la industria petrolera,. Determinándose los escenarios de riesgo mediante la valoración de sus condiciones de operación como temperatura, presión, características del fluido, gasto, material de construcción y dimensiones del ducto, para estimar cuantitativamente el peligro potencial del proceso en términos de emisiones contaminantes y por explosión, determinándose mediante el uso de un simulador. Los resultados se presentan sobre un plano de la planta, así como sobre un mapa de la región. SUMMARY A Risk Analysis application is carry out over the interconnection piping section for two liquid sweetening process plants in the petroleum industry. Selecting risk scenarios were based on its operating conditions: temperature, pressure, fluid characteristics, flow, material construction and pipe dimensions in order to figure out in a quantitative way, using a environmental mathematical simulator, the potential damage due to contaminant or explosive emissions. Results are presented over the chemical complex plot plant and also over a regional map. INTRODUCCIÓN A partir de la Conferencia de Estocolmo en 1972, los temas medioambientales han ocupado un lugar preponderante en el interés de la sociedad. El amplio concepto del medio ambiente ha despertado una sensibilidad especial ante la posibilidad de accidentes industriales que, por su magnitud, sean capaces de causar daños importantes a las personas, a la propiedad o al medio ambiente. En el pasado, esta preocupación se asociaba principalmente a la industria nuclear, actualmente incluye también a la industria química. El << Análisis de Riesgo >> es una disciplina que combina la evaluación de la ingeniería y el estado actual del proceso con técnicas matemáticas que permiten realizar estimaciones de frecuencias y consecuencias de accidentes. Los resultados del Análisis de Riesgo ( A.R. ) se utilizan para la toma de decisiones (<<Administración de Riesgos >> ), ya sea mediante la jerarquización de las estrategias de reducción de riesgos o mediante la comparación con los niveles de riesgo fijados como objetivo en una determinada actividad. El A.R. permite cuantificar el potencial de accidentes existente en una determinada instalación o proceso y, si éste resultara demasiado elevado, comparar las distintas alternativas de solución, como es lógico, cada una de ellas implicará un costo económico diferente, que también debe considerarse en la decisión final. El A.R. está orientado a prevenir accidentes e incluye las siguientes etapas: ? Identificación de riesgos. Elaboración de una lista de todas las desviaciones que puedan producir un efecto adverso significativo y tengan una probabilidad razonable de producirse. ? Análisis de consecuencias. Cuantificación de los efectos previstos mediante el uso de modelos. ? Cuantificación del riesgo. Cuantificación de la frecuencia o la probabilidad de que tengan lugar los sucesos. El producto de la magnitud del daño esperado por la probabilidad de que tenga lugar, proporciona la esperanza matemática del daño, que constituye una herramienta de gran utilidad en la posterior toma de decisiones. La identificación de riesgos es la etapa más importante del análisis, dado que cualquier riesgo no identificado no será considerado en los análisis posteriores. El sentido común ingenieril y la experiencia acumulada sobre el proceso en estudio, aunados a métodos desarrollados por la industria para la identificación de riesgos (listas de comprobación <<CHECKLISTS>>, análisis histórico de accidentes, índices de riesgo, análisis de riesgo y operabilidad << HAZOP>>, etc.), evitan la omisión de éstos. Los compromisos internacionales adquiridos por México en materia de medio ambiente; con la firma del Tratado de Libre Comercio de América del Norte ( TLCAN ) y el acuerdo paralelo sobre el medio ambiente, en 1993, y su adhesión a la OCDE , en 1994; han determinado las profundas reformas a las políticas ambientales y a la gestión ambiental en nuestro país, así como, la aplicación cada vez más rigurosa de la legislación ambiental. Entre las medidas reguladoras de la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección Ambiental (LGEEPA ), se encuentra el procedimiento de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) al que deben ajustarse las obras o actividades que pudieran causar efectos negativos sobre el medio ambiente. Dicho procedimiento contempla la presentación de la manifestación de impacto ambiental y del estudio de riesgo correspondiente para aquellas actividades consideradas altamente riesgosas. Actualmente, y bajo la dirección de la SEMARNAP, se están introduciendo técnicas de evaluación de riesgos, en especial para las instalaciones de PEMEX. CASO DE ESTUDIO El presente trabajo muestra la metodología empleada para el Análisis de Riesgo de una planta endulzadora y estabilizadora de condensados amargos en Ciudad PEMEX, Tabasco, y la determinación del daño potencial al ambiente por la emisión accidental de los compuestos involucrados en el proceso. El complejo petroquímico ¨Ciudad Pemex¨ tiene como objetivo el procesamiento del gas húmedo amargo, gas húmedo dulce y condensados amargos provenientes de los campos de distrito y de las plataformas marinas de la Sonda de Campeche, obteniéndose como productos gas natural seco y dulce, propano y butano, azufre, pentanos, hexanos y naftas, que se envían a otros centros para continuar su procesamiento. Las plantas endulzadoras y estabilizadoras de condensados amargos tienen por objeto eliminar los componentes amargos (ácido sulfhídrico, H2S, y bióxido de carbono, CO2) de la corriente líquida y posteriormente separar el metano y el agua de los condensados dulces obtenidos. Los componentes que se manejan en el proceso representan riesgos para la población y los medios natural y socioeconómico circundantes, pues se trata de hidrocarburos con propiedades explosivas ( C1 a C6 ) y ácido sulfhídrico, sustancia tóxica que ocasiona daños a la salud ( asfixia ) y afecta el medio natural ( corrosión ). Tomando en cuenta las características de los componentes involucrados en el proceso de endulzamiento y estabilización de condensados amargos, y considerando que: 1. Dentro de un radio aproximado de 10 Km del área de la planta a estudiar se encuentran cuerpos de agua (laguna ¨El Limón¨,laguna ¨El Bayo¨y el río ¨Chilapilla¨ ); flora y fauna sujetas a manejo especial ya que son raras, vulnerables o están en peligro de extinción ; tierras cultivables; centros urbanos; núcleos residenciales y centros rurales.} 2. Ciudad Pemex contaba en 1995 con una población de 5 763 habitantes. 3. Las principales actividades de la zona son: agrícola, ganadera, comercial e industrial. La realización del análisis de riesgo se justifica ampliamente, ya que permitirá estimar cuantitativamente el nivel de peligro potencial del proceso ( en términos de magnitud del daño y la probabilidad de que tenga lugar), y proporcionará bases para mejorar el nivel de seguridad de la planta endulzadora y estabilizadora de condensados amargos. El estudio inició con el análisis de las corrientes del área de interconexión de las plantas endulzadoras y estabilizadoras, previamente considerada como la de mayor riesgo. A continuación se determinaron los escenarios potenciales de riesgo, haciendo su evaluación, simulación y determinación de puntos críticos, así como la demarcación de las áreas de afectación sobre los planos de la región. Para la determinación de los escenarios de riesgo, se hizo un análisis detallado de cada una de las corrientes que integran esta interconexión, valorando sus condiciones de operación, tales c omo : presión, temperatura, características del fluido, gasto, así como, el material de construcción y dimensiones del ducto, etc. Para la evaluación y simulación de los escenarios de riesgo se consideraron las siguientes condiciones: 1. 2. 3. El diámetro de la fu ga sobre la corriente en estudio. El tiempo de fuga. Las propiedades de los compuestos y mezclas, así como, las condiciones de operación de las corrientes en estudio. SIMULACIÓN DE LOS ESCENARIOS DE RIESGO La simulación de los escenarios de riesgo, tanto tóxicos como explosivos, se realizó utilizando el paquete de cálculo “ SCRI” ( Modelos Atmosféricos para Simulación de Contaminación y Riesgos en Industrias), versión 2.0, desarrollado por la compañía Sistemas Heurísticos, S.A. de C.V.; en México, D.F.; empleándose los modelos para dispersión de fugas y derrames y el de nubes explosivas. A) Nube tóxica Para el caso de este tipo de fugas o derrames, se determinó el perímetro de afectación para las siguientes concentraciones: Concentración de 15 mg / m3 , en la cual se puede permanecer durante una jornada normal de trabajo de 8 horas diariamente sin daño a la salud. TlV8hs (Threshold Limit Value ), o por sus siglas en español LPE ( Límite Permisible de Exposición ). Tiempo suficiente para efectuar el plan de emergencia, incluyendo la posible evacuación de zonas perimetrales habitadas. Concentración de 40 mg / m 3 , en la que se tiene un daño inmediato a la salud o a la vida después de 30 minutos de exposición al contaminante, se conoce como IDLH 30 min (Inmediately Dangerous to Life or Health ), o por sus siglas en español IPVS (Concentración Inmediatamente Peligrosa para la Vida o la Salud ), representa un nivel máximo al cual se puede escapar en 30 min. sin sufrir síntomas o efectos a la salud de manera irreversible. La simulación se efectuó bajo los dos tipos de atmósfera que se presentan diariamente: moderada ( A-B ), durante el día, y muy estable ( F ), durante la noche, así como la dirección y velocidad del viento, según datos reportados por el Servicio Meteorológico Nacional para la zona, cuyo centro de medición está ubicado en el municipio de Macuspana, Tab. Se requiere aclarar que las concentraciones mencionadas se localizan solamente en el perímetro del área demarcada, implicando que dentro de ésta existen mayores concentraciones, descritas en el reporte de esta simulación. B ) Nube explosiva Para este caso, se estimaron consecutivamente 9 diámetros de sobre presión, para igual número de ondas expansivas y bajo dos criterios o tipos de daños probables: el daño máximo probable ( DMP ) y el daño máximo catastrófico ( DMC ),seleccionándose por las características del escenario los valores de la gráfica del Daño Máximo Probable para la demarcación del área de afectación por explosión. En la demarcación del área de afectación se seleccionaron 3 ondas expansivas : Onda expansiva de 0.5 psi Se puede presentar la ruptura de cristales en cuartos de control y medidores e indicadores de nivel. Onda expansiva de 1 psi Se pueden presentar deformaciones en las estructuras de concreto, soportes y tanques de almacenamiento. Onda expansiva de 7 psi Se pueden presentar derrumbes de estructuras de concreto y metálicas así como fracturas de equipo de proceso. RESULTADOS Se determinó que; debido a sus condiciones de trabajo, tipo de interconexión o al diseño mecánico de las tuberías; 8 corrientes presentan potencialmente un escenario de riesgo. Asimismo, se ubicaron 6 escenarios de riesgo en la interconexión para cada planta y 4 escenarios comunes a ambas . Sin embargo, de los escenarios simulados se desprende que el escenario de mayor riesgo y afectación tanto por emisiones tóxicas como por ondas de sobre presión, producto de la explosión, recae sobre el escenario 4, corriente 8, con las siguientes características: DESCRIPCIÓN Corriente 8-10”-CAM-70-TID (Endulzadora de condensados I) y 10”-CAM-71TID(Endulzadora de condensados II). Líneas de conducción de condensado amargo que se interconectan a la línea de distribución 10”-CAM-72-TID C ARACTERÍSTICA S DE LA FUGA RESULTADOS MOD.EXPLOSIÓN (DIÁMETRO) Condensados 0.5 psi - 530m amargos con alto 1 psi - 329m contenido de 7 psi - 99m ácido H2S : 5.32% Mol Flujo 85,061Kg/H Pi :50.0 Kg/cm2 Ti : 38 0C RESULTADOS MOD. TÓXICO (DISTANCIA) IDLH (H 2S): 450 mg / m3 Día :76 m Noche :558m TLV (H2S) 8h: 15 mg / m3 Día : 421m Noche :5777m CONCLUSIONES Con base en la experiencia reportada de cientos de plantas operando en el mundo, para el endulzamiento mediante el proceso Girbotol, así como, para la conducción o transporte de insumos y productos a través de tuberías y ductos, se considera que la integración de estas plantas en los complejos petroquímicos y su operación son sumamente seguras. Adicionalmente, en materia de riesgos, y aún considerando que el escenario de mayor riesgo simulado ocurriera, el área de afectación para un daño inmediato a la vida (IDLH) se localiza dentro del área del complejo, limitada por una barda perimetral. Sin embargo, para una concentración de 15 mg/m 3 el área de afectación sobrepasa la barda a 5 Km. en promedio, esta región es de características pantanosas, sin habitantes, por lo que el daño al entorno natural se encuentra en proceso de estudio. Si existiese un cambio tanto en la dirección como en la velocidad de los vientos, de tal suerte que el área de afectación cubriera las poblaciones periféricas, se estima que durante las 8 horas ( Tiempo de Exposición al compuesto tóxico (H2S) sin Daño a la Salud ), se puede aplicar exitosamente el Plan de Emergencia. Este estudio se está evaluando utilizando modelos de simulación más actualizados para una mejor predicción de emisiones y cuantificación de daños.