Aguas Residuales en La Refinacion Del Petroleo

36
PRESENTACIÓN El presente trabajo monográfico trata específicamente sobre la problemática de las AGUAS RESIDUALES EN LA INDUSTRIA DE LA REFINACION DEL PETROLEO; pero, dada la importancia del tema, se ha optado –en un Primer Capítulo- por dar alcances generales respecto a las nociones de Refinación del Petróleo, así como referirme a la contaminación producida; para, una vez comprendidas y entendidas estas nociones generales, entrar de lleno a lo que es la problemática de las aguas residuales de la refinación del petróleo. Los estudios de morbimortalidad realizados recientemente por organismos internacionales revelan un alto impacto humano en constante aumento. Un estudio presentado por las Naciones Unidas revela que hay problemas ambientales en todo el mundo, pero son fundamentalmente las personas más pobres habitantes del tercer mundo, y en particular los niños, los que tienen mayor índice de riesgo. "En las regiones más pobres del mundo, uno de cada cinco niños no vivirá para celebrar su quinto cumpleaños, la mayoría de ellos a causa del medio en el que viven y de enfermedades que en otros países son perfectamente evitables". El Perú no es ajeno al problema ambiental. En este contexto un factor contaminante es el transporte y carga de hidrocarburos. En este sentido en el presente trabajo monográfico, se intenta describir los alcances de este problema, analizando las causas y proponiendo algunas alternativas de solución

description

Buen trabajo

Transcript of Aguas Residuales en La Refinacion Del Petroleo

PRESENTACIÓN

El presente trabajo monográfico trata específicamente sobre la problemática de las

AGUAS RESIDUALES EN LA INDUSTRIA DE LA REFINACION DEL

PETROLEO; pero, dada la importancia del tema, se ha optado –en un Primer Capítulo-

por dar alcances generales respecto a las nociones de Refinación del Petróleo, así como

referirme a la contaminación producida; para, una vez comprendidas y entendidas estas

nociones generales, entrar de lleno a lo que es la problemática de las aguas residuales de

la refinación del petróleo.

Los estudios de morbimortalidad realizados recientemente por organismos

internacionales revelan un alto impacto humano en constante aumento. Un estudio

presentado por las Naciones Unidas revela que hay problemas ambientales en todo el

mundo, pero son fundamentalmente las personas más pobres habitantes del tercer

mundo, y en particular los niños, los que tienen mayor índice de riesgo.

"En las regiones más pobres del mundo, uno de cada cinco niños no vivirá para celebrar

su quinto cumpleaños, la mayoría de ellos a causa del medio en el que viven y de

enfermedades que en otros países son perfectamente evitables". El Perú no es ajeno al

problema ambiental.

En este contexto un factor contaminante es el transporte y carga de hidrocarburos.

En este sentido en el presente trabajo monográfico, se intenta describir los alcances de

este problema, analizando las causas y proponiendo algunas alternativas de solución que

permitan evitar y reducir los índices de contaminación que en la actualidad se presentan.

OBJETIVO

Determinar si el proceso de refinación de petróleo repercute gravemente en el

medio ambiente al consumir grandes cantidades de agua y por la contaminación

de residuos industriales no biodegradables.

IMPORTANCIA

En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de

energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química,

farmacéutica, alimenticia, etc. 

Por otro lado, alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba

vertido al mar. El porcentaje puede parecer no muy grande pero son casi 3 millones de

toneladas las que acaban contaminando las aguas cada año, provocando daños en el

ecosistema marino.

La mayor parte del petróleo se usa en lugares muy alejados de sus puntos de extracción

por lo que debe ser transportado por petroleros u oleoductos a lo largo de muchos

kilómetros, lo que provoca espectaculares accidentes de vez en cuando. Estas fuentes de

contaminación son las más conocidas y tienen importantes repercusiones ambientales,

pero la mayor parte del petróleo vertido procede de tierra, de desperdicios domésticos,

automóviles y gasolineras, refinerías, industrias, etc. 

Se han ensayado distintas técnicas para limitar o limpiar los vertidos del petróleo. Pronto

se comenzaron a usar detergentes y otros productos, pero se ha comprobado que los

productos de limpieza utilizados causan más daño ecológico que el propio petróleo

vertido. Actualmente se emplean productos de limpieza menos dañinos y diferentes

técnicas y maquinarias, como barreras flotantes, sistemas de recogida, etc., que en

algunos casos pueden ser bastante eficaces, aunque no son la solución definitiva. Evitar

la contaminación es la única solución verdaderamente aceptable.

INTRODUCCIÓN

La Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, establece que todas

las descargas de aguas residuales en ríos, cuencas, vasos, aguas marinas y demás

depósitos o corrientes de agua, deberán satisfacer las normas técnicas ecológicas que

establezcan los límites máximos permisibles de contaminantes en dichas descargas, a fin

de asegurar una calidad del agua satisfactoria para el bienestar de la población y el

equilibrio ecológico.

Toda vez que para prevenir el deterioro ecológico en las principales cuencas

hidrológica, se requiere controlar, entre otras, las descargas de aguas residuales del

sector industrial. La industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y

petroquímica básica, genera desechos orgánicos e inorgánicos mezclados con aguas

excedentes de los procesos de producción, así como aguas de servicio, las cuales, al ser

descargadas en los cuerpos de agua modifican las características fisicoquímicas y

biológicas naturales de estos cuerpos, disminuyendo en consecuencia su capacidad de

autodepuración.

Por el tipo y la cantidad de contaminantes que caracterizan a las aguas residuales de la

industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y petroquímica básica, sus

descargas a los cuerpos de agua, además de impedir o limitar su uso, produce efectos

adversos en los ecosistemas, por lo que es necesario fijar los límites máximos

permisibles de contaminantes en estas descargas.

Para la determinación de los límites máximos permisibles, se estudian las posibilidades

técnicas de remoción de contaminantes que genera esta industria, de acuerdo con las

experiencias nacionales y la bibliografía internacional al respecto. Asimismo, se

considera la factibilidad técnica y económica de instrumentar procesos de depuración por

parte de los responsables de las descargas y la efectividad de estos procesos en el control

de las fuentes generadoras. Es posible no rebasar los límites máximos permisibles fijados

para la industria de refinación de petróleo crudo, sus derivados y petroquímica básica,

con diferentes sistemas de tratamiento, que den resultados similares a los que se obtienen

con la aplicación de los siguientes procesos: Igualación, separación de grasas y aceites,

precipitación química del cromo, oxidación de sulfuros, sedimentación y tratamiento

biológico.

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.1. Refinación del petróleo

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.1

Para poder aprovecharlo como fuente de energía y/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.

Una vez que el crudo es extraído, se transfiere a depósitos donde se separa el agua,

residuos sólidos y además el gas natural que contiene principalmente metano (80%),

etano (10%) y propano más butano (10%). Luego, se transporta hacia las refinerías en

camiones, trenes, barcos o a través de oleoductos.

1 http://iquimica.blogspot.com/2005/10/refinacin-del-petrleo.html

En las refinerías se efectúan las separaciones en inmensas torres de fraccionamiento,

sometiéndolo a destilación fraccionada conocida como proceso de Topping o

destilación primaria. El fundamento de estas separaciones es la diferencia en el punto

de ebullición de los componentes en una mezcla líquida.

En las refinerías el proceso consiste en bombear continuamente el petróleo y calentarlo

primero a temperaturas entre 370 – 400º C en una caldera para que ingrese, convertido

en vapor, a lo torre de destilación. Los vapores suben a través de los pisos y en ese

ascenso, se van enfriando y condensando las diferentes fracciones en los distintos

niveles según la temperatura en que licuan.

Las fracciones más livianas se condensan en los pisos superiores, más fríos; algunos

gases sales y otros se condensan regresando como reflujo. En los pisos inferiores se

condensan las fracciones más pesadas y en la base queda el residuo no vaporizado.

El residuo, también conocido como fuel oil (aceite combustible), se somete a una nueva

destilación a alto vacío para recuperar más combustible. Mediante la destilación al vacío

se consigue que estos hidrocarburos pesados destilen a más baja temperatura evitando la

descomposición térmica. Se obtienen 2 fracciones, una de destilado y otra de residuos

sólidos.

De la fracción destilada se obtienen lubricantes para motores de aviones y automóviles,

parafina sólida y vaselina. También sirve como materia prima para preparar más

gasolina y diesel. El residuo contiene asfalto y coque, utilizable este último como

combustible en altos hornos. Casi el total del petróleo que se procesa en las refinerías se

destina a ser usado como combustible, es decir, se quema. Entre los combustibles más

importantes para la sociedad actual se encuentran la gasolina y el diesel.

1.2. EL CONSUMO DE PETRÓLEO ENERGÍA A NIVEL

GLOBAL

Los principales consumidores de

energía constituyen los países de la

OCDE. Si hacemos un análisis de la

evolución del consumo mundial de

petróleo veremos que en los últimos

años nuevos países y regiones han

aumentado su consumo anual, y por lo

mismo, su porcentaje en el consumo

total de crudo a nivel global.

Aunque en el año 1973, los países de la

OCDE consumían el 61,7% del

consumo global y en el 2003 este

porcentaje bajó al 51,5%, esto no

significa que hayan consumido menos,

sino que otros países participaron mas

en el consumo total.

El consumo global de energía en 1973 fue de 4606 Mtoe (millones de toneladas de

equivalente de petróleo), de las cuáles los países del OCDE consumieron

aproximadamente 2855 Mtoe. En el año 2003, el consumo global fue de 7287 Mtoe, de

las cuáles aproximadamente 3750 Mtoe fueron consumidas por los países del OCDE.

REGION Porcentaje del total

4606 Mtoe

1972

Porcentaje del total

7287 Mtoe

2003

OCDE 61,7% 51,5%

Unión Soviética 12,8 8,5%

China 8,0 12.3

Asia (excluyendo China) 7,1 12,1

América Latina 3,8 5,0

Medio Oriente 0,9 4,0

África 4,2 5,7

Si nos referimos sólo a petróleo crudo, veremos que el sector que más crudo consume es

el del transporte (57,8% en el 2003), seguido por la industria (19,9% en 2003), luego

otros sectores como la agricultura, los servicios públicos y uso residencial (15,7%) y

finalmente usos no energéticos del petróleo (por ejemplo la petroquímica) que significó

el 6,6% del consumo total de crudo en el 2003.

Si se hace una comparación desde 1973, podemos ver que el sector del transporte

incrementó su porcentaje en consumo global de petróleo. En ese año el % del consumo

total de petróleo fue del 43,2%, en tanto que la industria representó el 26,7% del total.

En cuanto al consumo del gas, podemos ver que la industria representa el principal

consumidor de este hidrocarburo (45,3% en 2003) y el transporte apenas representa el

5,2%, pero con una tendencia al alza. Otros sectores como la agricultura, los servicios

básicos y las residencias consumieron el 49,5% del total.

En cuanto a la refinación del petróleo en el siguiente cuadro se resume la evaluación en

la capacidad de refinación por región.

Región 1973

% del total (2739 Mt)

2003

% del total (3676 Mt)

Países OCDE 66.6 57,3

Medio Oriente 4,0 8,5

Unión Soviética (1973)

(ex URRS en 2003)

12,4 7,3

Otros europeos 1,5 0,8

China 1,5 6,5

Asia (excluyendo China) 3,3 9,7

América Latina 9,0 6,3

África 1,7 3,6

Al igual que con el consumo de crudo, hay una disminución de porcentaje de la

cantidad de refinación de petróleo entre los países del OCDE, así como en los países

que conforman la ex URSS, en los países europeos que no son parte de la OCDE y en

América Latina.

Si se hace un análisis país por país, vemos que el país que tiene la mayor capacidad de

refinación de destilados es Estados Unidos. En este país se refina el 20,3% del total a

nivel global y es seguido muy de lejos por Rusia (10,1%), China (7%) y Japón (5,7%).

Las empresas de refinación más grande del mundo son:

Cosmo Oil Company Ltd (Japón)

Nipon Oil Corp (Japón)

Showa Shell Sekiku KK (Japón)

Toen General Sekiku KK (Japón)

Valero Energy Corp. (EE UU)

En el siguiente cuadro presentamos datos de los principales países productores,

exportadores e importadores de productos derivados de petróleo:

PAIS PRODUCTORES

Mt

PRODUCTORES

% del total mundial

EXPORTADORES

Mt

IMPORTADORES

Mt

EE UU 832 23,1 83

China 229 6,4 38

Japón 202 5,6 49

Rusia 181 5,0 67

India 121 3,4

Alemania 116 3,2 36

Corea 111 3,1 28 25

Canadá 103 2,9

Italia 8 2,7 23 18

Arabia

Saudita

89 2,5 67

Países Bajos 66 50

Singapur 47 45

Kuwait 32

Venezuela 24

Reino Unido 23

Francia 31

España 24

Resto del

mundo

1519 42,1 418 347

TOTAL 3601 100 840 746

En este cuadro podemos apreciar que Estados Unidos es a la vez el principal productor

y el principal importador de productos derivados de petróleo a nivel mundial, lo que da

cuenta de los niveles de consumo de productos hidrocarburíferos de ese país. Otros

países como China, Japón, Alemania, Corea e Italia, son también a la vez importadores

y productores de productos derivados de petróleo.

Por otro lado, países como Holanda, Singapur, Italia y Corea son importadores y

exportadores de productos derivados de petróleo.

Países como Arabia Saudita, el Reino Unido, Venezuela y Rusia, son solo exportadores.

Los principales refinados del petróleo son: destilados (32,4%), Heavy Fuel Oil (16,9%),

LPG/Etano/Naphta 8,2%, gasolina de motor 24,4%, combustibles de aviación 5,9%.

Fuente: Internacional Energy Agency. 2005. Key World Energy Statistics.

2. Refinación del Petróleo

El petróleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para

obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan los

productos acabados. El petróleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales

tienen diferentes puntos de ebullición. Su separación se logra mediante el proceso

llamado “destilación fraccionada”. Esta función está destinada a las refinerías.

Una refinería es una planta industrial destinada a la refinación de petróleo la cual,

mediante un proceso determinado, se obtiene diversos combustibles fósiles capaces de

ser utilizados en motores de combustión: gasolina, gasóleo, etcétera. Adicionalmente, y

como parte natural del proceso, obtiene diversos productos tales como aceites minerales

y asfaltos.

El primer paso en el proceso de refino es la destilación atmosférica realizada en las

unidades de crudo. El crudo calentado entra en la torre de crudo en la que se separan los

diferentes componentes del petróleo según sus puntos de ebullición. Obtenemos GLP,

nafta, keroseno, gasóleo, y un componente residual llamado residuo atmosférico. Este

residuo se calienta y entra a las unidades de vacío en las que se extrae el gasoil de vacío,

dejando como producto residual el residuo de vacío.

Los productos obtenidos en las unidades de crudo y vacío se tratan para conseguir

productos comerciales en la forma siguiente:

Los gases ligeros (metano y etano) se endulzan para eliminar el ácido sulfhídrico

y se aprovechan como combustible en la propia refinería.

El GLP se separa en propano y butano que son envasados a presión o usados

como materia prima para producir etileno y propileno y combustible para

automóviles.

Las naftas se tratan en las unidades de reformado catalítico para mejorar sus

cualidades y se mezclan para obtener gasolinas comerciales. La fracción ligera

de la nafta también se procesa en unidades de isomerización para mejorar su

índice de octano. También puede ser usada para producir etileno y propileno.

El keroseno es tratado para cumplir las especificaciones de combustible para

aviación o para usarse en la formulación del diesel de automoción.

El gasóleo se lleva a las unidades de hidrodesulfuración, donde se reduce su

contenido en azufre, tras lo cual se usa para formular diesel de automoción o

gasóleo de calefacción.

El gasoil de vacío no es un producto final. Se lleva a las unidades de FCC

(cracking catalítico fluído) donde a elevada temperatura y con presencia de un

catalizador en polvo sus largas moléculas rompen y se transforman en

componentes más ligeros como GLP, naftas o gasóleos. El gasoil de vacío

también puede convertirse en las unidades de hidrocraqueo, donde a unos 400-

440ºC y alta presión, en presencia de catalizadores apropiados se transforma

también en GLP, naftas o gasóleos libres de azufre. Estas unidades producen un

gasóleo de mejor calidad (con mejor índice de cetano) que las unidades de FCC.

El residuo de vacío se puede utilizar como asfalto o bien someterlo a altísimas

temperaturas en las unidades de coque en las que se producen componentes más

ligeros y carbón de coque que puede calcinarse para formar carbón verde. Este

residuo de vacío también puede ser usado para fabricar fuelóleo, bien

directamente o previa su conversión térmica en unidades de viscorreducción.

En todas las refinerías se produce también azufre sólido, como subproducto,

debido a las limitaciones impuestas a la emisión del dióxido de azufre a la

atmósfera.

3. Problemática De Los Residuales En La Refinación Del

Petróleo

Los problemas que presentan los residuales peligrosos son muy complejos. Se reconoce

que el desecho peligroso puede causar daños a la salud humana y al ambiente, que es

necesario reducir su generación al mínimo, que se tiene que manejar adecuadamente y

que tenemos que capacitar al generador para que cumpla con sus funciones y

obligaciones. Ante la capacidad limitada de una dependencia para disponer de tecnología

y del recurso económico, se antepone el propósito de la institución de lograr el concurso

y participación de las dependencias involucradas para que desarrollen y apliquen técnicas

ambientales que sean racionales y que conduzcan a reducir el residuo en la fuente, a

incrementar su recirculación, a manejar y disponerlos adecuadamente y que agilicemos

los procedimientos administrativos sin menoscabo del rigor requerido.

En este orden de ideas, se presenta los principales procesos que se emplean para tratar

residuales, los problemas que se enfrentan y algunas alternativas de solución.2

Tratamiento de residuales:

Lodos aceitosos

Los lodos aceitosos se originan en los tanques de almacenamiento de crudo,

combustóleo, gasóleo y en plantas de tratamiento de efluentes. Los lodos aceitosos están

constituidos por parafinas, asfaltenos, agua y material inorgánico este último en pequeña

proporción, pero englobado por hidrocarburos que dificultan su separación.

Las tecnologías que hasta la fecha se han utilizado con resultados de tratamiento físicos,

como por ejemplo la centrifugación, que permite recuperar hidrocarburos -del orden del

80%-, agua y sólidos. Los hidrocarburos se reprocesan, el agua se envía a la planta de

tratamiento de efluentes, y se define el destino y disposición final del residuo después de

practicarle el análisis respectivo.

El actual esquema de tratamiento permite reducir de inmediato el volumen de residuo en

95% aproximadamente y reincorpora el hidrocarburo a los procesos de refinación. No

obstante los buenos rendimientos que registramos, creemos conveniente ensayar nuevas

y diversas tecnologías.

Lodos plomizos

Estos residuos se originan al añadir tetraetilo de plomo a la gasolina Nova. Las

tecnologías actuales para tratar el residuo plomizo son el encapsulamiento con cemento

el físicoquímico y el del lavado de los lodos plomizos con gasolinas vírgenes, para

reincorporar a la gasolina el tetraetilo de plomo contenido en los residuos. Todos los

tratamientos dan resultados satisfactorios, ya que todos los lodos tratados cumplen

ampliamente con la normatividad que regula su disposición final.

Lodos Blancos

Los lodos blancos se generan en los procesos de tratamiento de agua de abastecimiento y

de enfriamiento. En las torres de enfriamiento se sujeta el agua al mayor número posible

de ciclos de recirculación.2 http://www.ine.gob.mx/ueajei/publicaciones/libros/35/tratamiento.html

El lodo se adiciona a la cal durante su proceso de manufactura, sin que

afecte la calidad del producto.

Mediante análisis hemos comprobado que estos lodos no son peligrosos.

La problemática que enfrentamos se refiere al traslado del residuo a las caleras y al bajo

porcentaje de lodo que puede incorporar la cal.

Aceites Gastados

El aceite gastado proviene del uso del lubricante en equipos dinámicos-bombas, motores,

etcétera-. En la actual legislación se considera al lubricante gastado como peligroso. La

mejor opción encontrada consiste en su reprocesamiento en la industria lubricantera.

Escoria de calderas y calentadores

La escoria proviene del uso de combustibles con alto contenido de azufre, vanadio y

otros metales, en los equipos de calentamiento indirecto. La escoria se retira del hogar

durante el mantenimiento general de las calderas o calentadores. Pretendemos que

empresas especializadas recuperen los metales que contiene la escoria o en su defecto

habrá que disponerla en confinamientos controlados .

Sosas gastadas

Solemos clasificar las sosas gastadas en dos tipos: las mercaptánicas y las fenólicas. Las

primeras se originan en los tratamientos de remoción de azufre de los hidrocarburos

gaseosos y las segundas en los tratamientos de remoción de compuestos orgánicos

indeseables en los hidrocarburos líquidos, compuestos que denominamos fenoles. El

problema de las sosas gastadas es que impactan en forma considerable a las plantas de

tratamiento de agua.

En el caso de las sosas gastadas de tipo mercaptánico, se ha instalado en las refinerías un

tratamiento regenerativo, que ha permitido reducir progresivamente el residuo, hasta

llegar a cantidades prácticamente despreciables.

En lo que se refiere a las sosas gastadas de origen orgánico o fenólicas, actualmente

acondicionamos instalaciones que nos permitan oxidar la parte orgánica, de suerte que

dichas sosas puedan ser dispuestas en el sistema de tratamiento de efluentes.

En forma paralela, hemos explorado la posibilidad de vender estos materiales a

industrias, que por su propia naturaleza, puedan utilizar estos residuos como insumo. A

la fecha, los resultados que hemos obtenido no reflejan el éxito que esperábamos, sin

embargo, nuestro planteamiento sigue vigente.

Propuestas de solución

En síntesis, los avances en materia de disposición adecuada de recursos, se ha visto

afectada en mayor o menor grado por:

Falta de alternativas tecnológicas probadas en

nuestras condiciones particulares.

Desconocimiento de la normatividad ambiental

nacional por muchas de las empresas prestadoras

de servicios.

Excesivos trámites para la aplicación de nuevos

esquemas de tratamiento y disposición de

residuales.

Diferentes interpretaciones de las entidades

relacionadas con la aplicación de la normatividad

ambiental.

Falta de reconocimiento y apoyo a las empresas

que promueven el reciclaje de residuales.

Resoluciones administrativas que no consideran

determinante el aspecto técnico de los sistemas de

disposición final.

Por lo anterior, consideramos conveniente mencionar las siguientes propuestas de

solución, que podrían aportar elementos de discusión que permitan satisfacer los

objetivos propuestos de la reunión.

Llevar a cabo evaluaciones de tecnologías para

formar un padrón confiable de las mismas.

Difundir mediante reuniones nacionales los

principales lineamientos en materia de residuales

peligrosos.

Otorgar incentivos a empresas que reduzcan sus

residuos, así como aquellas que los incorporen

como materia prima en sus procesos o como

energético alterno.

Establecer lineamientos para que la disposición de

residuales sea económicamente atractiva, tanto

para el generador de los mismos, como para el que

los utiliza en su proceso productivo.

Delimitar la responsabilidad del residual mediante

la actualización de la legislación vigente.

La industria petrolera tiene un importante impacto ambiental en sus fases de

producción.

En específico, el proceso de refinación de petróleo, ocasiona repercusiones ambientales

al consumir indiscriminadamente grandes cantidades de agua, así como por la

contaminación con residuos industriales de alta toxicidad no biodegradables y la

descarga de aguas contaminadas,

La contaminación y el uso desmedido del agua es regulado por la “Ley de Aguas”,2 y

establece en su artículo 7 fracción V que es de utilidad pública “la instalación de

plantas de tratamiento de aguas residuales y la ejecución de medidas para reutilizar

dichas aguas, así como la construcción de obras de prevención y control de la

contaminación del agua”

De acuerdo a lo señalado en la Ley de Aguas y tomando en consideración que el

proceso de refinación del petróleo es una etapa en la que se da un consumo excesivo y

una contaminación de grandes cantidades de agua, las refinerías de petróleo se ven

obligadas a construir plantas de tratamiento de aguas.

4. Impactos Ambientales De Las Refinerias

Una refinería es una instalación industrial sumamente compleja en la que se llevan a

cabo procesos de distinta índole. Algunos de estos procesos conllevan la emisión a la

atmósfera de gases, partículas y compuestos orgánicos volátiles.

Entre los gases de incluyen; dióxido de carbono (CO2), óxidos de azufre (Sox) y óxidos

de nitrógeno (Nox). Sus emisiones dependen directamente de la cantidad y calidad del

combustible quemado.

Una refinería emite gases a la atmósfera por dos mecanismos principales. El 60% de las

emisiones son productos secundarios del proceso de la refinación y el 40% restante del

consumo de energía en procesos para refinar el crudo.

Las emisiones de Sox en una refinería (mayoritariamente en forma de SO2) tienen tres

orígenes principales: combustión en hornos y calderas, unidad FCC (Craqueo Catalítico

en lecho Fluidizado), gas residual de las Plantas de Recuperación de Azufre (PARA).

Emisiones de Nox se generan durante la combustión con aire como comburente, donde

se forma una mezcla de óxidos de nitrógeno. Estos son conocidos genéricamente como

Nox, y están compuestos por 90-95% de NO y el resto de NO2.

Emisiones de CO2. Las emisiones de CO2 de las refinerías se deben fundamentalmente

al contenido de carbono del combustible consumido y al contenido de carbono de la

alimentación a la planta de hidrógeno.

Emisiones de CO. Las principales emisiones de CO procedentes de una refinería se

localizan principalmente en los procesos de combustión y en la unidad FCC.

Las partículas emitidas por las refinerías contienen metales, incluyendo metales

pesados, que son de dos grandes grupos de acuerdo a su procedencia: producidas

durante la combustión en hornos y calderas, resultado de la manipulación de sólidos

(catalizadores o coque).

Emisiones de Componentes Orgánicos Volátiles (COVs). Las emisiones de COVs en

las refinerías tienen cuatro orígenes principales: fugas y derrames de la red de tuberías y

depósitos, emisiones procedentes del sistema de aguas residuales (separadores y plantas

de tratamiento), pérdidas por evaporación en los tanques de almacenamiento, vapores

procedentes de las estaciones de carga y trasiego. En las refinerías no es posible

eliminar la generación de estos contaminantes (COV).

Una consecuencia de la industria petrolera es una tasa más alta de mortandad en las

poblaciones que viven en las regiones productoras de petróleo, en comparación con la

población que vive en otras zonas. Las investigaciones muestran que el riesgo a morir

de cáncer en las áreas productoras de petróleo es 260 veces más alta que en otras

ciudades. Varios estudios han demostrado que la contaminación es permanente y

acumulativa.

Vivir en un área expuesta al petróleo y a las sustancias químicas en 30 años triplicará el

riesgo de contraer leucemia u otras clases de cáncer.

5. Impactos En El Agua

Los vertidos y aguas residuales van directamente a los cursos de agua, contaminándola.

Datos de la industria muestran que una refinería podría generar aproximadamente 2

Hm3/año aguas residuales, las que son vertidas en cuerpos de agua.

Normalmente, las aguas residuales contienen hidrocarburos, materiales disueltos,

sólidos en suspensión, fenoles, amoníaco, sulfuros y otros compuestos. Dichas aguas

proceden de: el vapor condensado, el agua de separación, la descarga procedente de la

purga de torres de refrigeración y calderas, el agua de lavado, las aguas procedentes del

proceso de desalación del crudo, el agua de neutralización de residuos ácidos y

alcalinos, y otras aguas relacionadas con los procesos.

En los procesos de craqueo catalítico e hidrotratamiento, y siempre que se condensa

vapor en presencia de gases con cantidades variables de sulfuro de hidrógeno (H2S) o

amoniaco (NH3), se producen corrientes, conocidas como “aguas ácidas”.

La industria estima que una cantidad entre el 0,5% y el 4% del crudo procesado podría

salir en el agua residual antes de recibir cualquier tratamiento. Se emite además ciertas

cantidades de COV Ss.

La planta de coquización retardada da origen a una problemática específica relacionada

con el tratamiento de aguas de proceso. En esta unidad el enfriamiento del coque

formado se realiza por inyección directa de agua, que es recogida a través de la boca de

salida del depósito de formación del coque.

Otra aplicación específica del agua en este proceso es su utilización a alta presión (>

200 bar) para cortar y separar la capa de coque depositada sobre las paredes del

recipiente.

Las aguas residuales procedentes de la producción de petróleo contienen una gran

variedad de sustancias químicas, metales pesados y otras toxinas. Estas aguas

residuales, sumamente contaminadas, se vierten a balsas abiertas antes de pasar al

alcantarillado. Los gases y el petróleo de desecho son quemados en las chimeneas o

directamente en las balsas. La salinidad de estas aguas residuales es 6 veces más alta

que la concentración el en el Océano Pacífico y su contenido en metales pesados y

sustancias químicas es equivalente a veneno puro para la flora y la fauna.3

6. Residuos Sólidos 3 http://www.zmag.org/spanish/1205aaen.htm

El 70% de la generación de los residuos se derivan del proceso propio de la refinación.

Entre ellos se incluyen: lodos no pretratados (90%) y lodos tratados (10%), FCC,

arcillas, absorbentes, asfalto, productos químicos de diversa índole, aceites, tierras

contaminadas, escombros, chatarras.

Los lodos contienen importantes cantidades de hidrocarburos y agua.

Estos residuos pueden producir contaminación del suelo y de aguas subterráneas. Los

residuos incluyen materiales pirofóricos (que pueden incendiarse).

Los residuos en espera de retirada son almacenados en lugares específicamente

diseñados para ellos. El almacenamiento puede dar lugar a problemas secundarios, tales

como olores o contaminación de las aguas subterráneas debido a la percolación de las

aguas de lluvia.

La eliminación de residuos se hace en vertederos, almacenamiento subterráneo,

incineración, pirólisis y biodegradación, cada uno de los cuales significa diferente grado

de riesgos.

7. Requerimientos De Agua

Las refinerías consumen grandes cantidades de agua. El agua se utiliza en los distintos

procesos de refinación, como craqueo catalítico e hidrotratamiento, así como para el

control de incendios, etc.

Una refinería podría consumir aproximadamente 4 Hm3/año para uso en el proceso de

refinado. En algunos casos, el agua proviene de embalses construidos específicamente

para este propósito.

8. Riesgos a tomar en consideración:

Por otra parte es también el momento de reflexionar sobre quién ocasiona más daños, y

más irreversibles, a la biodiversidad de los mares y océanos, si, los vertidos de petróleo

(no hablamos de los residuos nucleares e industriales llegados al océano por ríos,

vertidos por buques o productos de hundimientos) o los efectos de la sobrepesca. Mucha

gente se sorprenderá de saber que la sobrepesca es la fuente principal de destrucción de

la biodiversidad marina, fruto de la actuación de flotas pesqueras con una enorme

capacidad de captura y almacenamiento.

[...] El petróleo contamina, no hay duda, y se deben extremar todas las medidas posibles

para reducir su consumo y, consiguientemente, su transporte. Pero el petróleo representa

hoy el 40% del consumo total de energía en los países desarrollados, y muchos de ellos,

como España, no lo producen, o lo hacen en cantidades ínfimas, luego lo deben

importar. Su transporte -cuyos riesgos sufrimos directamente en Canarias, donde

también lo tratamos y lo consumimos- debe ser objeto de una vigilancia y control más

eficaces.

[...] Sería conveniente profundizar en asuntos como las prospecciones petrolíferas en

Canarias. Si existiese efectivamente petróleo asequible en aguas canarias, ¿habría que

renunciar a su explotación racional y controlada, evitando daños medioambientales

inaceptables? ¿Incluso si permitiese reducir nuestra dependencia energética y del

turismo, mejorando nuestros niveles de bienestar

A pesar de las muchas ventajas que para el mundo moderno proporciona el petroleo y

sus derivados, no podemos dejar a un lado que es tambien un contaminante dramatico

de la naturaleza.

Es urgente una disminucion en el consumo de petroleo y derivados.

En los ultimos años la contaminacion por hidrocarburos es recurrente en diferentes

cursos de agua. La perforacion y el transporte de hidrocarburos constituyen una de las

principales fuentes de contaminacion en los mares especialmente en zonas costeras.

El transporte maritimo rutinario causa 2 veces mas

contaminacion de los mares por hidrocarburos que los

accidentes donde se derraman al mar.

Las filtraciones y derrames de hidrocarburos ocacionan

la degradacion de los ecosistemas y afectan

especialmente aves y mamiferos marinos, tambien

afectan a la reproduccion de peces, contaminan la

cadena alimanticia.

A lo largo pueden llegar a a producie modificaciones

en algunos ecosistemas y la reduccion de la diversidad

de las especies marinas.

Pero la contaminacion por hidrocarburos no es sol la extraccion y el transporte sino

tambienlas operaciones de refinamiento, y la utilizacion de los productos.

De esta manera concluimos que el exceso en el uso de hidrocarburos provoca la

contaminacion de los mares, del aire y por consecuencia de toda la naturaleza. Por esta

razon es necesario ver que podemos hacer para frenar el problema y una buena manera

es concientizarse de que es urgente utilizar medios........

9. Responsabilidad Internacional

Los proyectos petroleros insostenibles son una consecuencia directa de una estrategia

económica que favorece en primer lugar a las compañías petroleras extranjeras y a los

bancos internacionales, antes que a las comunidades locales. Los gobiernos están muy

endeudados con el Fondo Monetario Internacional, y como resultado, se ven forzados a

abrir las zonas de selva tropical que quedan vírgenes en la zona sur y este del Amazonas

para exploración petrolífera. Cabe esperar que las consecuencias medioambientales,

sociales y sanitarias para los residentes locales sean tan desoladoras como lo han sido

para los del Oriente Superior. La comunidad internacional tiene que aceptar su

responsabilidad por la destrucción y el sufrimiento que llevan consigo proyectos

económicos como éstos y tomar medidas para asegurarse que no se llevan a cabo

proyectos y políticas similares a éstos. Si no se crean y se ponen en marcha modelos y

políticas económicas sostenibles alternativas, las poblaciones seguirán sufriendo

pérdidas catastróficas e irreversibles.

CONCLUSIÓN

En la actualidad existen varios métodos para tratar aguas residuales y así disminuir el

impacto ecológico, pero aún hay mucho por hacer, también se están haciendo trabajos

de investigación y desarrollo de nuevas técnicas para tratar el agua y para disminuir la

contaminación de ésta en diversos países, para el futuro este es uno de los grandes retos

de la humanidad.

Aunque todo producto en exceso contamina (por ejemplo, el agua contamina la gasolina

envasada), el petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y, por lo tanto, dificil

de limpiar. Además, su color, olor y viscosidad lo hacen difícil de disimular. En general,

los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida en el lugar,

razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir con normas y

procedimientos muy estrictos en materia de protección ambiental.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.imacmexico.org/ev_es.php?ID=17380_201&ID2=DO_TOPIC

http://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml

http://www.webelpuente.com/ep0302/ecologia.html

http://www.tecnun.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/11CAgu/160VerPe.htm

http://www.mgar.net/mar/vertidos.htm

http://iquimica.blogspot.com/2005/10/refinacin-del-petrleo.html

http://www.ifai.org.mx/est_inv/2005/325.pdf

ANEXO 1

El proceso intensivo de la industria petroquímica está demandando cambios en la gestión medioambiental, para proteger el agua, el suelo y la atmósfera de contaminantes procedentes de las refinerías. Lenntech proporciona diferentes tipos de tecnologías y procesos para el agua residual y el procesado del agua de las industrias de refinerías. Refinerías de petróleo usan relativamente grandes volúmenes de agua, especialmente en procesos de refrigeración Procesos de refrigeración . De hecho, las aguas residuales de la industria petroquímica contienen generalmente productos químicos peligrosos, como los hidrocarburos, el fenol o amoniaca entre otros. Debajo veremos algunos de los residuos de las refinerías de petróleo y temas del proceso de aguas.

Encuentre por favor debajo de una tabla para resumir las diversas clases de basuras generadas por las refinerías del petróleo:

Contaminación Cantidades Aproximadas

Sistemas de refrigeración

3,5-5 m3 de agua residual generada por tonelada de petróleo bruto

aguas residuales contaminadas

DBO 150-250 mg/l COD 300-600 mg/l fenol 20-200 mg/l aceite 100-300 mg/l (agua del desalter) aceite 5000 mg/l en el fondo del tanque benceno 1-100 mg/l metales pesados 0,1-100 mg/l

Residuos sólidos y lodos 3 a 5 kilogramos por tonelada de petróleo bruto (80 % se debería considerar como desechos peligrosos debido a la presencia de metales pesados y sustancias orgánicas tóxicas)

Emisiones de COV 0,5 a 6 kg/ton petróleo bruto

Otras emisiones BTX ( benceno, tolueno y xileno) 0,75 a 6 g/ton de petróleo bruto Óxidos de sulfuro 0,2-0,6 kg/ton de petróleo bruto Óxidos del nitrógeno 0,006-0,5 kg/ton de petróleo bruto

(todos estos cálculos dependen de la configuración del proceso pero damos aquí una guía general)

Recurso: Prevención y disminución de la contaminación, grupo Banco Mundial

ANEXO 2

Las compañías petroquímicas deben enfrentarse a varios temas:

Sales en la materia base (corrosión y problemas de suciedad) y los compuestos aromáticos (fuente de COV):

Las refinerías del petróleo no les gustan las sales en su materia base puesto que éstas corroen y ensucian el equipamiento del proceso. El primer paso de la refinación es la desalación donde una colada de agua caliente extrae las sales. Si no es común utilizar inhibidores antioxidantes o que eviten la corrosión en el combustible. Si la materia base contiene productos aromáticos con buenas solubilidades como el benceno o el tolueno entonces algunos serán desalados en el efluente y este será la mayor fuente compuestos orgánicos volátiles en el agua residual de una refinería.

Compuestos aromáticos, orgánicos, aceites, grasas eliminados:

Un tratamiento directo de las aguas residuales es con el carbón activado reduce el contenido de los compuestos aromáticos debajo de los límites aceptables. Además, el carbón también captura el aceite, la grasa y otros compuestos orgánicos. El carbón activado también se utiliza para quitar los hidrocarburos pesados del hidrógeno y de corrientes de gases ligeros en la refinería. (tratamiento del gas de la refinería). Otro uso del del carbón activado es realzar el lodo activado de la refinería de petróleo. Esto está determinado por la adición de CAA (carbón activado accionado) en el lodo.

Fenol y nitrógeno amoniacal eliminado con un tratamiento biológico:

En orden de eliminar el Fenol y el nitrógeno la mejor solución es usar un tratamiento biológico gracias al peróxido de hidrógeno por ejemplo. Además usando un catalizador como el H2O2 es posible eliminar COD, DBO5 y la toxicidad de las aguas residuales. Los fenoles son transformados en compuesto menos biodegradables los cuales pueden ser eliminados por subsecuente coagulación y precipitación.

Los contaminantes orgánicos e inorgánicos de aguas residuales de la refinería:

Un proceso para eliminar contaminantes orgánicos e inorgánicos solubles e insolubles de aguas residuales de la refinería, el empleo de corrientes la ultrafiltración y la ósmosis inversa es proporcionada. Antes del paso de la ultra filtración, primero las aguas residuales se pasan a través de un sistema que las ablanda para quitar cationes metálicos bivalentes y trivalentes antes de ser pasado al paso de ósmosis inversa para evitar que se ensucie.

Separación de la fase aceitosa del agua:

Uno de los mayores temas de la industria petroquímica es también eliminar el aceite del agua después de los procesos o en caso de escapes que pueden aparecer en la red de tuberías. Para resolver el desafío usted puede utilizar nuestra tecnología de separación por membranas. En el acontecimiento de la limpieza alcalina de petroleros, los niveles de contaminación por emulsionantes son extremadamente altos. La corrección del pH es importante y puede ser necesario utilizar un coagulante mineral por ejemplo.

Lluvia de agua aceitosa:

 La eliminación del aceite por la filtración o la flotación depende de su solubilidad, del nivel de DBO5 y la concentración de fenoles. El agua puede ser biológicamente purificada. Después que un tratamiento terciario se puede realizar una transformación para eliminar los SS y los fenoles residuales.  

Agua del proceso:

  Esta agua tiene un contenido salino y de emulsión muy alto y puede contentar contaminación por S2-. Se puede causar una oxidación catalítica preliminar antes de la eliminación por floculación-flotación y purificación biológica.   Dos procesos se utilizan principalmente:

- purificación fisicoquímica Esta técnica combina la filtración rápida del agua de lluvia aceitosa y de la FAD , la cual trata efluentes del lavado del filtro y agua emulsionada de la desalación y otros procesos.

-          reciclaje Separación de caudales del agua de lastre (salina pero baja en DOB5) y reciclaje parcial, después de dos estados de purificación biológica del proceso del agua y la lluvia aceitosa del agua (bajo contenido salino) para la torre de refrigeración.  

Refinerías de petróleo y metales pesados:

   De toda la clase de agua tal como agua del proceso diversos metales pesados deben ser quitados. La tabla de abajo muestra que metales pesados están principalmente presente:

Cd Cr Cu Hg Pb Ni Sn Zn ++ ++ +   ++ +   ++

 

ANEXO 3