Breve reseña historica.-
A la llegada del siglo XX, la producción de crudo del Imperio Ruso, que procedía casi íntegramente de la península Abseron, representaba la mita de la producción mundial y dominaba los mercados internacionales.6 En 1884 ya se habían puesto en marcha casi 200 pequeñas refinerías en los suburbios de Baku.7 Por otro lado, y como efecto secundario de este temprano desarrollo de la industria petrolera, la península de Abseron emergió como uno de los casos más antiguos y graves a nivel mundial de negligencia medioambiental.8 En 1878,Ludvig Nobel y su compañía Branobel revolucionaron el transporte de crudo mediante la fabricación y puesta en funcionamiento del primerpetrolero en el mar Caspio.
Desde finales de los años 1990 hasta 2003 se ha producido una concentración de empresas multinacionales, con las fusiones de Exxon con Mobil, de Chevron con Texaco, la compra de Amoco y Arco por BP, la unión de Phillips con Conoco, la compra de Elf y Petrofina por Total y de YPF por Repsol, entre otras. Todas estas fusiones estuvieron motivadas por la necesidad de reducir costes, dado el bajo precio del petróleo y los bajos márgenes de refino que había entonces.
Arriba: una de las primeras refinerías.
¿Que es la refinación del petroleo?
La refinación del petróleo es la serie de procesos mediante los cuales el petróleo se transforma en derivados comercializables. La estructura de cada refinería debe tener en cuenta todas las diferentes características del crudo. Además, una refinería debe estar concebida para tratar una gama bastante amplia de crudos. Sin embargo existen refinerías concebidas para tratar solamente un único tipo de crudo, pero se trata de casos particulares en los que las reservas estimadas de dicho crudo son consecuentes.
Existen refinerías simples y complejas. Las simples están constituidas solamente por algunas unidades de tratamiento, mientras que las refinerías complejas cuentan con un mayor número de estas unidades.
Los procesos que el petroleo tiene que pasar en una refinería son:
El petróleo, una vez en la refinería, es almacenado en depósitos de gran tamaño, separando generalmente los crudos en función de su contenido en azufre, al igual que en los procesos de tratamiento. En función de la demanda del mercado en un momento dado se trata primero el crudo de bajo contenido en azufre, antes de pasar a tratar el crudo de alto contenido en azufre para evitar la contaminación de los productos salidos de cada tipo de crudo. En el caso inverso, los productos provenientes del tratamiento del crudo de bajo contenido en azufre son dirigidos en caso necesario hacia depósitos de almacenamiento de productos de alto contenido en azufre durante algunas horas, para ser tratados de nuevo más tarde.
La primera etapa del refino es la destilación atmosférica. Se realiza en una torre como la descrita anteriormente, donde la cabeza tiene una presión ligeramente superior a la atmosférica. De ella se sacan 4 extracciones, cuyo "corte" viene determinado por un rango de temperaturas, y una salida de gases por cabeza. Por lo general, suelen ser: - 4ª Extracción: Gasóleos muy pesados - 3ª Extracción: Gasóleos comunes. - 2ª Extracción: Keroxenos. - 1ª Extracción: Naftas pesadas + Naftas ligeras. - Gases de cabeza: Butano, propano y otros gases más ligeros.
En el fondo de la torre queda un resíduo del crudo que no destila, al que comúnmente se le llama RA (Resíduo Atmosférico). La cantidad de este residuo depende mucho del tipo de crudo con el que alimentamos la torre, aunque suele estar alrededor de un 45%. Con este dato, podemos determinar que si el proceso de refino se quedase en este punto, el rendimiento de la refinería seria muy bajo, ya que este resíduo sólo se puede aprovechar para hacer asfaltos y algunos lubricantes (productos de bajo coste/tonelada). Por tanto, la mayor parte las refinerías reprocesan el RA mediante otras etapas y tratamientos.
¿Que se necesita en una refinería?
Las refinerías simples o también llamadas de baja conversión constan en su mayoría de las unidades de:
- destilación atmosférica (topping),
- destilación al vacío,
- gas plant,
- hidrotratamiento de nafta,
- hidrodesulfuración de queroseno y de gasóleo,
- reformado catalítico.
Arriba:
Temperaturas y etapas por las cuales pasa el crudo en la refinación.
| Destilación atmosférica.- En las torres de destilación atmosférica, el crudo desalinizado se precalienta utilizando calor recuperado del proceso. Después pasa a un calentador de carga de crudo de caldeo directo, y desde allí a la columna de destilación vertical, justo por encima del fondo, a presiones ligeramente superiores a la atmosférica y a temperaturas comprendidas entre 343 °C y 371 °C, para evitar el craqueo térmico que se produciría a temperaturas superiores. Las fracciones ligeras (de bajo punto de ebullición) se difunden en la parte superior de la torre, de donde son extraídas continuamente y enviadas a otras unidades para su ulterior proceso, tratamiento, mezcla y distribución.Las fracciones con los puntos de ebullición más bajos (el gas combustible y la nafta ligera) se extraen de la parte superior de la torre por una tubería en forma de vapores. La nafta, o gasolina de destilación directa, se toma de la sección superior de la torre como corriente de productos de evaporación. Tales productos se utilizan como cargas petroquímicas y de reforma, material para mezclas de gasolina, disolventes y GPL. Las fracciones del rango de ebullición intermedio (gasóleo, nafta pesada y destilados) se extraen de la sección intermedia de la torre como corrientes laterales y se envían a las operaciones de acabado para su empleo como queroseno, gasóleo diesel, fuel, combustible para aviones de reacción, material de craqueo catalítico y productos para mezclas. Algunas de estas fracciones líquidas se separan de sus residuos ligeros, que se devuelven a la torre como corrientes de reflujo descendentes. Destilación al vacío.- Las torres de destilación al vacío proporcionan la presión reducida necesaria para evitar el craqueo térmico al destilar el residuo, o crudo reducido, que llega de la torre atmosférica a mayores temperaturas. Los diseños internos de algunas torres de vacío se diferencian de los de las torres atmosféricas en que en lugar de platos se utiliza relleno al azar y pastillas separadoras de partículas aéreas. A veces se emplean también torres de mayor diámetro para reducir las velocidades. Una torre de vacío ordinaria de primera fase produce gasóleos, material base para aceites lubricantes y residuos pesados para desasfaltación de propano. Una torre de segunda fase, que trabaja con un nivel menor de vacío, destila el excedente de residuo de la torre atmosférica que no se utiliza para procesado de lubricantes, y el residuo sobrante de la primera torre de vacío no utilizado para la desasfaltación. Por lo común, las torres de vacío se usan para separar productos de craqueo catalítico del residuo sobrante. Asimismo, los residuos de las torres de vacío pueden enviarse a un coquificador, utilizarse como material para lubricantes o asfalto, o desulfurarse y mezclarse para obtener fuel bajo en azufre. Hidrotratamiento de naftas.- Son procesos donde se hace reaccionar hidrógeno con hidrocarburos insaturados (olefinas y aromáticos) transformandolos en saturados (parafinicos y nafténicos). Además el hidrógeno reacciona con compuestos de azufre, nitrógeno y oxigenados transformandolos en ácido sulfhidrico (SH2), amoniaco (NH3) y agua (H2O). La carga esta constituida por naftas pesadas de destilación primaria ( Topping ) y naftas pesadas de las Unidades de Coque. Luego de ser calentada, la carga pasa por un sistema de reacción donde el hidrocarburo toma contacto con el hidrógeno en presencia de un catalizador. La corriente de salida del sistema de reacción pasa por un separador de alta presión donde se separa el hidrógeno que no reaccionó junto con parte del sulfhídrico y amoníaco formado, luego la corriente pasa a una torre estabilizadora donde se elimina una pequeña cantidad de gases por la parte superior. Por el fondo sale nafta hidrotratada.  |
Hidrodesulfurcion de queroseno y gasóleo.-
La hidrodesulfuración (HDS) o hidrodesulfuración térmica (HDT) es un proceso destinado a eliminar el azufre(que es una impureza contaminante) que se encuentra an las fracciones del petróleo, luego de diversos procesos, tales como destilación fraccionada, destilaciónpor presión reducida, reformado, o desintegracion catalitica.
Este azufre se encuentra combinado formando componentes químicos que, de ser encontrados en los combustibles en el motor en el momento de la combustión, este se corroería y al mismo tiempo, al ser expulsados los gases, contaminarían el ambiente.
El nivel de hidrodesulfuración depende de varios factores entre ellos la naturaleza de la fracción de petróleo a tratar (composición y tipos de compuestos de azufre presentes), de la selectividad y actividad del tipo de catalizador utilizado (concentración de sitios activos, propiedades del soporte, etc.), de las condiciones de reacción (presión, temperatura, relación hidrocarburo/hidrógeno, etc.) y del diseño del proceso. Es importante señalar que el H2S debe ser continuamente removido porque es un inhibidor de las reacciones de HDS y envenena el catalizador.
Los procesos convencionales de hidrodesulfuración constan básicamente de un sistema de reacción donde los compuestos orgánicos deazufre reaccionan con el hidrógeno para obtener compuestos orgánicos y ácido sulfhídrico, un sistema de separación para eliminar los compuestos ligeros (i.e. H2, H2S e hidrocarburos ligeros) del diesel y un sistema de recirculación, existen diversas tecnologías basadas en esta configuración.
El sistema de reacción consta usualmente de reactores empacados de tres fases, son llamados así porque se encuentran presentes la fase líquida (gasóleo), la fase gas (H2 y H2S) y la fase sólida (catalizador). Estos son operados a co-corriente, es decir, la fase líquida y gas fluyen en la misma dirección y la masa de catalizador se mantiene fija.
Reformado Catalítico.-
El reformado catalítico es un proceso químico utilizado en el refino del petróleo. Es fundamental en la producción de gasolina. Su objetivo es aumentar el número de octano de la nafta pesada obtenida en la destilación atmosférica del crudo. Esto se consigue mediante la transformación de hidrocarburos parafínicos y nafténicos en isoparafínicos y aromáticos. Estas reacciones producen también hidrógeno, un subproducto valioso que se aprovecha en otros procesos de refino.
Para ello se utilizan altas temperaturas (490-530 °C), presiones moderadas (10-25 bar) y catalizadores sólidos de platino y otros metales nobles soportados sobre alúmina.
Este proceso se lleva a cabo en unidades diseñadas al efecto y que con frecuencia adoptan nombres registrados. El más extendido es el de Platformado, cuya licencia pertenece a UOP (Universal Oil Products), empresa estadounidense que empezó a comercializarla en 1949. Otras empresas de ingeniería también licencian este proceso (p.ej. el antiguo Instituto Francés del Petróleo, que ahora se llama Axens) y algunas de las grandes empresas del petróleo disponen de diseños propios.
Conclusión.-
Descritos los procesos para la refinacion del petroleo se observa que no es de mucha ciencia el instalar una refineria, y seria mucho mas facil para un pais entero, ya que por lo observado hasta capitales privados pueden lograr adjudicarse un proyecto de estas magnitudes, pues es hora de dejar de pensar en ser empleado y pensar en ser jefe, pensar en tener una empresa propia, pensar en comenzar desde abajo.
Ricardo Rada Zeballos A9202-9
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