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Refinacion del petroleo

Introduccion EL PETRÓLEO, TAL COMO SE EXTRAE DE LAS PROFUNDIDADES DE LA TIERRA O DEL MAR MEDIANTE PERFORACIONES PROFUNDAS, NO ES UTILIZABLE COMO COMBUSTIBLE YA QUE REQUIERE DE ALTAS TEMPERATURAS PARA ARDER. PARA PODER APROVECHARLO COMO FUENTE DE ENERGÍA O MATERIA PRIMA ES NECESARIO SEPARARLO EN FRACCIONES ADECUADAS PARA PREPARAR, A PARTIR DE ELLAS, LOS PRODUCTOS PARA LAS DIFERENTES APLICACIONES QUE REQUIERE EL MERCADO. EL PROCESO DE REFINACIÓN PRODUCE GASOLINAS, NAFTAS, DESTILADOS, COMBUSTIBLES RESIDUALES, ASFALTO, LUBRICANTES Y CERAS.

GRAVEDAD ESPECIFICA O DENSIDAD DEBIDO A LA PRESIÓN A LA QUE SE ENCUENTRA SOMETIDO EL PETRÓLEO, EN CUANTO LA PERFORACIÓN DEL POZO LLEGA AL MANTO PETROLÍFERO FLUYE A TRAVÉS DE LOS POROS DE LAS ROCAS Y SUBE POR LA TUBERÍA. CONFORME SE EXTRAE EL PETRÓLEO, LA PRESIÓN DISMINUYE EN EL INTERIOR Y, AL CABO DE LOS AÑOS, DEJA DE FLUIR. EN ESE MOMENTO EL POZO SE TAPA O SE INTENTAN OTROS PROCEDIMIENTOS DE RECUPERACIÓN DEL PETRÓLEO, EL CUAL AÚN MOJA TODO EL INTERIOR ROCOSO DEL POZO.

AL INYECTAR VAPOR DENTRO DE UN POZO APARENTEMENTE AGOTADO SE LOGRA VOLVER A LEVANTAR LA PRESION. FRECUENTEMENTE, LA PARTE SUPERIOR DEL ENTRAMPAMIENTO ESTÁ OCUPADA POR LOS HIDROCARBUROS GASEOSOS MÁS LIGEROS, EL DENOMINADO GAS NATURAL. LA COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL ES VARIABLE, PERO EL COMPONENTE MÁS ABUNDANTE SIEMPRE ES EL METANO (ENTRE 70 Y 90%), SEGUIDO DEL ETANO (ENTRE 5 Y 20%) Y DEL PROPANO (ENTRE 5 Y 1%)

EL ACEITE LÍQUIDO POR DEBAJO DEL GAS NATURAL ESTÁ FORMADO POR HIDROCARBUROS QUE TIENEN ENTRE 5 Y 20 O MÁS ÁTOMOS DE CARBONO. EN ÉL ESTÁN DISUELTOS OTROS HIDROCARBUROS SÓLIDOS CON MAYOR NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO, ASÍ COMO PARTE DE LOS HIDROCARBUROS GASEOSOS, QUE SE DISUELVEN DEBIDO A LA ALTA PRESIÓN DEL POZO. EL ACEITE CRUDO TIENE UN COLOR QUE VARÍA ENTRE CAFÉ OSCURO O VERDE HASTA CASI INCOLORO.

REFINACION DEL PETROLEO LA REFINACIÓN ES EL PROCESO QUE SE ENCARGA DE LA TRANSFORMACIÓN DE LOS HIDROCARBUROS EN PRODUCTOS DERIVADOS. LA REFINACIÓN COMPRENDE UNA SERIE DE PROCESOS DE SEPARACIÓN, TRANSFORMACIÓN Y PURIFICACIÓN.

LA FUNCIÓN DE UNA REFINERÍA ES TRANSFORMAR EL PETRÓLEO EN PRODUCTOS DERIVADOS QUE SATISFAGAN LA DEMANDA EN CALIDAD Y CANTIDAD. LOS DERIVADOS, SON LOS PRODUCTOS OBTENIDOS DIRECTAMENTE POR DESTILACIÓN DEL PETRÓLEO. UNA REFINERÍA FABRICA TRES CLASES DE DERIVADOS: PRODUCTOS TERMINADOS PRODUCTOS SEMITERMINADOS SUBPRODUCTOS O PRODUCTOS INTERMEDIOS

EL PETRÓLEO CRUDO ES UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS CON PEQUEÑAS CANTIDADES DE COMPUESTOS DE AZUFRE, OXÍGENO, NITRÓGENO Y CIERTOS METALES COMO: VANADIO, NÍQUEL, SODIO Y OTROS, CONSIDERADOS IMPUREZAS DE PETRÓLEO, LAS CUALES AFECTAN SU CALIDAD. EL COLOR DE PETRÓLEO CRUDO ES VARIADO: LECHOSO, MARRÓN, AMARILLO, VERDE OSCURO HASTA NEGRO. SU VISCOSIDAD Y DENSIDAD VARÍAN DEPENDIENDO DE SU COMPOSICIÓN QUÍMICA Y SU OLOR DEPENDE DEL CONTENIDO DE AZUFRE.

EL PETRÓLEO CRUDO QUE FLUYE DE UN POZO ES MUY ESPESO. ANTES DE QUE PUEDA SER UTILIZADO TIENE QUE SER LIMPIADO Y DESCOMPUESTO EN LAS DIFERENTES FORMAS ÚTILES DEL PETRÓLEO, EN UN PROCESO LLAMADO REFINACIÓN. LA REFINACIÓN CONSISTE EN LIMPIAR LAS IMPUREZAS DEL PETRÓLEO CRUDO QUE VIENE DE LOS POZOS Y SU DESCOMPOSICIÓN EN DIFERENTES FORMAS ÚTILES LLAMADAS: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES. EL PETRÓLEO LLEGA A LAS REFINERÍAS EN SU ESTADO NATURAL PARA SU PROCESAMIENTO. AQUÍ PRÁCTICAMENTE LO QUE SE HACE ES COCINARLO. POR TAL RAZÓN ES QUE AL PETRÓLEO TAMBIÉN SE LE DENOMINA "CRUDO“.

UNA REFINERÍA ES UN ENORME COMPLEJO DONDE ESE PETRÓLEO CRUDO SE SOMETE EN PRIMER LUGAR A UN PROCESO DE DESTILACIÓN O SEPARACIÓN FÍSICA Y LUEGO A PROCESOS QUÍMICOS QUE PERMITEN EXTRAERLE BUENA PARTE DE LA GRAN VARIEDAD DE COMPONENTES QUE CONTIENE. LA FUNCIÓN DE UNA REFINERÍA ES TRANSFORMAR EL PETRÓLEO EN PRODUCTOS DERIVADOS QUE SATISFAGAN LA DEMANDA EN CALIDAD Y CANTIDAD. CABE DESTACAR QUE TAL DEMANDA ES VARIABLE CON EL TIEMPO, TANTO EN EL VOLUMEN TOTAL DE DERIVADOS COMO EN SU ESTRUCTURA POR PRODUCTOS.

LOS PRODUCTOS QUE SE SACAN DEL PROCESO DE REFINACIÓN SE LLAMAN DERIVADOS Y LOS HAY DE DOS TIPOS: LOS COMBUSTIBLES, COMO LA GASOLINA, ETC.; Y LOS PETROQUÍMICOS, TALES COMO POLIETILENO, BENCENO, ETC. EN RESUMEN, EL PRINCIPAL PRODUCTO QUE SALE DE LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO ES LA GASOLINA MOTOR. EL VOLUMEN DE GASOLINA QUE CADA REFINERÍA OBTIENE ES EL RESULTADO DEL ESQUEMA QUE UTILICE. EN PROMEDIO, POR CADA BARRIL DE PETRÓLEO QUE ENTRA A UNA REFINERÍA SE OBTIENE 40 Y 50 POR CIENTO DE GASOLINA. EL GAS NATURAL RICO EN GASES PETROQUÍMICOS TAMBIÉN SE PUEDE PROCESAR EN LAS REFINERÍAS PARA OBTENER DIVERSOS PRODUCTOS DE USO EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA.

LAS REFINERÍAS SON MUY DISTINTAS UNAS DE OTRAS, SEGÚN LAS TECNOLOGÍAS Y LOS ESQUEMAS DE PROCESO QUE SE UTILICEN, ASÍ COMO SU CAPACIDAD. LAS HAY PARA PROCESAR PETRÓLEOS SUAVES, PETRÓLEOS PESADOS O MEZCLAS DE AMBOS. POR CONSIGUIENTE, LOS PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN VARÍAN DE UNA A OTRA.

PROCESOS DE REFINACION DEL PETROLEO LA REFINACIÓN COMPRENDE TRES PROCESOS:

•SEPARACIÓN. •TRANSFORMACIÓN. •PURIFICACIÓN. MEDIANTE ESTOS PROCESOS, EL PETRÓLEO CRUDO ES CONVERTIDO EN PRODUCTOS ÚTILES CON INNUMERABLES USOS

SEPARACION CONSISTE EN SEPARAR FÍSICAMENTE EL CRUDO EN DIFERENTES FRACCIONES DE PETRÓLEO, DE ACUERDO CON SU TEMPERATURA DE EBULLICIÓN. CADA FORMA DE PETRÓLEO, LLAMADA FRACCIÓN, ES UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS. ESTAS FRACCIONES VARÍAN DE "PESADAS” A "LIVIANAS". SE EMPLEAN COLUMNAS ALTAS LLAMADAS TORRES DE FRACCIONAMIENTO, DONDE EL CRUDO ES FRACCIONADO DE ACUERDO A SU TEMPERATURA DE EBULLICIÓN, PARA ELLO SE EMPLEAN PROCESOS COMO: DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA Y DESTILACIÓN AL VACÍO DONDE SE SEPARAN EN GRUPOS DE MOLÉCULAS DE HIDROCARBUROS CON DIFERENTES INTERVALOS DE TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN, DENOMINADOS “FRACCIONES”.

TRANSFORMACION CONSISTE EN TRANSFORMAR UNOS COMPONENTES DEL PETRÓLEO EN OTROS MEDIANTE REACCIONES QUÍMICAS, POR ACCIÓN DEL CALOR Y EN GENERAL, CON EL USO DE CATALIZADORES. SON PROCESOS DE CONVERSIÓN, ENTRE OTROS, LA REFORMACIÓN Y LA DESINTEGRACIÓN O CRAQUEO; AMBOS PROCESOS CAMBIAN LA ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS HIDROCARBUROS, ORIGINALMENTE PRESENTES EN EL PETRÓLEO.

LOS PROCESOS DE CONVERSIÓN MÁS UTILIZADOS PARA MODIFICAR EL TAMAÑO Y/O LA ESTRUCTURA DE LAS MOLÉCULAS DE HIDROCARBUROS, SON LOS SIGUIENTES:

• DESCOMPOSICIÓN (DIVISIÓN) MEDIANTE HIDROCRAQUEO, CRAQUEO TÉRMICO Y CATALÍTICO, COQUIZACIÓN Y RUPTURA DE LA VISCOSIDAD • UNIFICACIÓN (COMBINACIÓN) MEDIANTE ALQUILACIÓN Y POLIMERIZACIÓN

• ALTERACIÓN (RECTIFICACIÓN) CON ISOMERIZACIÓN Y REFORMA CATALÍTICA, • TRATAMIENTO

PURIFICACION LOS PROCESOS DE PURIFICACIÓN SON AQUELLOS QUE SE UTILIZAN PARA ELIMINAR LAS IMPUREZAS CONTENIDAS EN LAS FRACCIONES PROVENIENTES, DE LA DESTILACIÓN, A FIN DE CUMPLIR CON LA ESPECIFICACIONES QUE EXIGE SU USO. LOS PROCESOS DE PURIFICACIÓN SON MUY NUMEROSOS Y PUEDEN SER FÍSICOS Y/O QUÍMICOS. LA MAYORÍA DE LOS PRODUCTOS OBTENIDOS DE LAS DIFERENTES DESTILACIONES SE PUEDEN CONTINUAR PROCESANDO O TRATANDO PARA MEJORAR LA CALIDAD Y CLASE DE PRODUCTOS QUE SE DESEA.

REACCIONES DE REFINACION DEL PETROLEO LA OBTENCIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS A PARTIR DEL PETRÓLEO ESTÁ ÍNTIMAMENTE ASOCIADA CON LA OBTENCIÓN DE GASOLINA Y OTROS COMBUSTIBLES. EN OCASIONES ESTAS INDUSTRIAS COMPITEN POR LA MATERIA PRIMA Y EN OTRAS SE COMPLEMENTAN MUTUAMENTE. LA INDUSTRIA QUÍMICA SE PUEDE CONSIDERAR COMO SOCIO MENOR PORQUE SÓLO EN POCOS PAÍSES CONSUME MÁS DEL 10% DE LA PRODUCCIÓN DE LAS REFINERÍAS. POR OTRA PARTE, COMO SUS PRODUCTOS TIENEN GRAN DEMANDA, PUEDE

METODOS DE MEJORAMIENTO DEL OCTANAJE REFORMING.- ES LA REFORMACIÓN DE LA

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LAS NAFTAS. LAS NAFTAS EXTRAÍDAS DIRECTAMENTE DE LA DESTILACIÓN PRIMARIA SUELEN TENER MOLÉCULAS LINEALES. POR ESO EL REFORMING SE ENCARGA DE "REFORMAR" DICHAS MOLÉCULAS LINEALES EN RAMIFICADAS Y CÍCLICAS. LA REFORMACIÓN PUEDE REALIZARSE DE DOS MANERAS DISTINTAS, MEDIANTE CALOR (LO CUAL ES MUY POCO USUAL) O MEDIANTE CALOR Y LA ASISTENCIA DE UN CATALIZADOR

REFORMING CATALÍTICO (SIN ADITIVOS ANTIDETONANTES).-SE DESHIDROGENAN

ALCANOS TANTO DE CADENA ABIERTA COMO CÍCLICOS PARA OBTENER AROMÁTICOS, PRINCIPALMENTE BENCENO, TOLUENO Y XILENOS, EMPLEANDO CATALIZADORES DE PLATINO -RENIO -ALÚMINA. EN LA REFORMACIÓN CATALÍTICA EL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO DE LOS CONSTITUYENTES DE LA CARGA NO VARÍA. ES POSIBLE CONVERTIR CICLOHEXANOS SUSTITUIDOS EN BENCENOS SUSTITUIDOS; PARAFINAS LINEALES COMO EL N-HEPTANO SE CONVIERTEN EN TOLUENO Y TAMBIÉN LOS CICLOPENTANOS SUSTITUIDOS PUEDEN CONVERTIRSE EN AROMÁTICOS. LA REFORMACIÓN CATALÍTICA ES UNA REACCIÓN A TRAVÉS DE IONES CARBONO.

ALQUILACIÓN.- PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE UN COMPONENTE DE GASOLINAS DE ALTO OCTANAJE POR SÍNTESIS DE BUTILENOS CON ISOBUTANO. EL PROCESO DE ALQUILACIÓN ES UNA SÍNTESIS QUÍMICA POR MEDIO DE LA CUAL SE UNE UN ALCANO RAMIFICADO AL DOBLE ENLACE DE UN ALQUENOS, EXTRAÍDO DEL CRACKING O SEGUNDA DESTILACIÓN. EL PRODUCTO CONSTITUIDO POR COMPONENTES ISOPARAFÍNICOS. SU OBJETIVO ES PRODUCIR UNA FRACCIÓN CUYAS CARACTERÍSTICAS TANTO TÉCNICAS Y AMBIENTALES LA HACEN HOY EN DÍA, UNO DE LOS COMPONENTES MÁS IMPORTANTES DE LA GASOLINA REFORMULADA. LA ALQUILACIÓN ES UN PROCESO CATALÍTICO QUE REQUIERE DE UN CATALIZADOR DE NATURALEZA ÁCIDA FUERTE, Y SE UTILIZAN PARA ESTE PROPÓSITO YA SEA ÁCIDO FLUORHÍDRICO O ÁCIDO SULFÚRICO

ISOMERIZACIÓN.- CONVIERTE LA CADENA

RECTA DE LOS HIDROCARBUROS PARAFÍNICOS EN UNA CADENA RAMIFICADA. SE HACE SIN AUMENTAR O DISMINUIR NINGUNO DE SUS COMPONENTES. LAS PARAFINAS, SON HIDROCARBUROS CONSTITUIDOS POR CADENAS DE ÁTOMOS DE CARBONO ASOCIADOS A HIDRÓGENO, QUE POSEEN UNA GRAN VARIEDAD DE ESTRUCTURAS; CUANDO LA CADENA DE ÁTOMOS DE CARBONO ES LINEAL, EL COMPUESTO SE DENOMINA PARAFINA NORMAL, Y SI LA CADENA ES RAMIFICADA, EL COMPUESTO ES UNA ISOPARAFINA.

LAS ISOPARAFINAS TIENEN NÚMERO DE OCTANO SUPERIOR A LAS PARAFINAS NORMALES, DE TAL MANERA QUE PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO SE UTILIZA UN PROCESO EN EL QUE LAS PARAFINAS NORMALES SE CONVIERTEN EN ISOPARAFINAS A TRAVÉS DE REACCIONES DE ISOMERIZACIÓN. LA PRÁCTICA ES SEPARAR POR DESTILACIÓN LA CORRIENTE DE NAFTA EN DOS CORTES, LIGERO Y PESADO; EL LIGERO QUE CORRESPONDE A MOLÉCULAS DE CINCO Y SEIS ÁTOMOS DE CARBONO SE ALIMENTA AL PROCESO DE ISOMERIZACIÓN, MIENTRAS QUE EL PESADO, CON MOLÉCULAS DE SIETE A ONCE ÁTOMOS DE CARBONO, ES LA CARGA AL PROCESO DE REFORMACIÓN ANTES DESCRITO. LAS REACCIONES DE ISOMERIZACIÓN SON PROMOVIDAS POR CATALIZADOR DE PLATINO.

METODOS DE MEJORAMIENTO DEL OCTANAJE DEPENDIENDO DEL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO Y DE LA ESTRUCTURA DE LOS HIDROCARBUROS QUE INTEGRAN EL PETRÓLEO, SE TIENEN DIFERENTES PROPIEDADES QUE LOS CARACTERIZAN Y DETERMINAN SU COMPORTAMIENTO COMO COMBUSTIBLES, LUBRICANTES, CERAS O SOLVENTES. EL PETRÓLEO ESTÁ FORMADO PRINCIPALMENTE POR HIDROCARBUROS, QUE SON COMPUESTOS DE HIDRÓGENO Y CARBONO, EN SU MAYORÍA PARAFINAS, NAFTENOS Y AROMÁTICOS.

Tipos de Petroleo LAS CURVAS DE DESTILACIÓN DE “TEMPERATURA DE EBULLICIÓN REAL” TBP (TRUE BOILING POINT), DISTINGUEN A LOS DIFERENTES TIPOS DE PETRÓLEO Y DEFINEN LOS RENDIMIENTOS QUE SE PUEDEN OBTENER DE LOS PRODUCTOS POR SEPARACIÓN DIRECTA. RELACIONÁNDOLO CON SU GRAVEDAD API EL AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE CLASIFICA EL PETRÓLEO EN:

ACEITE CRUDO Extrapesado

DENSIDAD gr/cm3 º API > 1.0

10

Pesado

1.0 - 0.92

10.0 -22.3

Mediano

0.92 - 0.87

22.3 - 31.1

Ligero

0.87 - 0.83

31.1 - 39

< 0.83

>39

Superligero

La refinación en Bolivia EN BOLIVIA EXISTEN CINCO REFINERÍAS LAS MÁS GRANDES REFINERÍAS FUERON CONSTRUIDAS HACE MAS DE 27 AÑOS Y POR TANTO, TIENEN UN DISEÑO OBSOLETO. LA CAPACIDAD TOTAL DE REFINACIÓN EN BOLIVIA LLEGA A 50 000 BPD DE PETRÓLEO. EL PETRÓLEO PRODUCIDO EN LOS CAMPOS PETROLEROS DE BOLIVIA VARÍA DESDE LOS MAS PESADOS DE 25 ºAPI HASTA LOS CONDENSADOS MAS LIVIANOS DE 70 ºAPI. EL CARBURANTE CUYA PRODUCCIÓN NO LLEGA A SATISFACER LA DEMANDA INTERNA ES EL DIESEL OIL CUYA PRODUCCIÓN ALCANZA AL 28 % DEL TOTAL DEL PETRÓLEO ELABORADO.