Curso Refinacion Completo

7/30/2019 Curso Refinacion Completo

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REFINACIN DEL PETROLEO CRUDO

NOCIONES BASICAS DE LOS PROCESOS DE REFINACIN Y

CARACTERSTICAS PRODUCTOS TERMINADOS


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REFINACIN DEL PETROLEO CRUDO

1.- CARACTERISTICAS DEL PETROLEO CRUDO

Carac ters ti cas

Fami lias de hid ro carb ur os : Parafin as, Olefinas , Naftnic os y A romtico s

Compo nente del pet rleo c rudo: Hidrocarburos y no hidrocarburos

Clasi f icacion d e los Petroleos Crud os

2.- CAL IDAD DEL PETROLEO CRUDO

Determin acin cal idad: prin cipales anlisis

Anlis is Integ ral

Crud os d e referencia: valuacin del Cru do en fun cin de su s caractersticas

3.- REFINERAS

Carac terst icas d e un a refi nera in teg rad a

Tip os de Refin eras

Func ion amiento de la Refin era: Desti lacin, Conv ersin, Mejoramien to, Tratamiento ,

Separacin

Produc tos de p rimera dest i lac in, reformados y c raqueados

Mezcla de produc tos: gaso l ina y gas oi l

4.- REFINACIN DEL PETROLEO: DESTILA CIN

General idades

Lavado d el crudo previo a la dest i lac in

Fundamentos del pro ceso de d est i lac in

Des til acin Atmosfric a

Des ti lac in a l Vaco

5.- REFINACIN DEL PETROLEO: PROCESOS DE TRANSFORMACIN

Final idad y Clasi f icacin de los p rocesos

Reductores de viscosidad

Planta de Coq ue: Craqueo po r temp eratura retardado


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Craq ueo c ataltic o : FCC

Craqueo cataltico h idro genado (Hydro crackin g o Isom ax)

Reforming

Isomerizacin

Alqui lac ion

Polimerizacin

Hidrodesul furacin (HDS)

Hidrotratamiento de Gasol inas

Sweetening: pro ceso Merox

6.- PRODUCTOS TERM INADOS CARACTERSTICAS Y SIGNIFICADO DE LOS

PRINCIPALES ANAL ISIS

Gases

Naftas Petroqu imicas

Gasolina compo nentes y Adi t i vos

Kerosene

Gas Oil

Fuel Oil


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CAPITULO 1: PETROLEO CRUDO

Es una mezcla homognea de compuestos orgnicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Es

de origen fsil, fruto de la transformacin de material orgnico procedente de zooplancton y algas que,

depositados en grandes cantidades en fondos anxicos de mares o zonas lacustres del pasado geolgico,

fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. Se originaron a partir de restos de

plantas y microorganismos enterrados por millones de aos y sujetos a distintos procesos fsicos y qumicos.

La transformacin qumica (craqueo natural) debida al calor y a la presin durante la diagnesis produce, en

sucesivas etapas, desde betn a hidrocarburos cada vez ms ligeros (lquidos y gaseosos). Estos productos

ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias.

Cuando se dan las circunstancias geolgicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolferas como rocas

impermeables, estructuras anticlinales, mrgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los

yacimientos petrolferos.

En condiciones normales es un lquido bituminoso que puede presentar gran variacin en diversos

parmetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta lquidos

negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,66 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorfica, etc.

Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la

mezcla.

Es un recurso natural no renovable y actualmente tambin es la principal fuente de energa en los pases

desarrollados. El petrleo lquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que

han estado enterrados durante millones de aos, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.


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CARACTERISTICAS DEL PETROLEO CRUDO

Los petrleos crudos varan por su apariencia y constitucin no slo de un yacimiento a otro, sino incluso

dentro de en un mismo yacimiento, segn provengan de distintas profundidades del subsuelo. Por su

apariencia se los califica desde livianos -algunos de ellos prcticamente incoloros- hasta petrleos negros

extra pesados, de tal viscosidad que no pueden ser bombeados directamente a la superficie.

A pesar de estas variaciones, los petrleos crudos tienen una caracterstica comn: todos estn constituidos

por hidrocarburos, sustancias integradas por una combinacin de tomos de carbono e hidrgeno. Como se

sabe, los tomos pueden combinarse con otros de elementos similares o diferentes para formar molculas,

los componentes ms pequeos en que puede dividirse una sustancia sin perder su identidad qumica.

Esta capacidad de combinacin atmica de la sustancia vara segn los elementos que la integran. Un tomo

de carbono -por ejemplo puede combinarse con otros cuatro tomos, mientras que uno de hidrgeno slo se

puede combinar con uno solo. As -por ejemplo- una molcula del hidrocarburo ms simple contiene un tomode carbono unido a cuatro tomos de hidrgeno: forman el gas metano, segn se muestra en la figura

siguiente:

Las molculas ms pequeas de hidrocarburos -que contienen uno, dos, tres o cuatro tomos de carbono- no

se mantienen en estado lquido a presin y temperatura atmosfricas, sino que forman gases y constituyen

buena parte del gas natural que se encuentra en los reservorios de petrleo, asociado con ste o aislado de

l. Las molculas de hidrocarburos ms grandes, son alternativamente lquidos o slidos. Los petrleos

crudos estn integrados por molculas de diferentes dimensiones. As por ejemplo, las naftas de un petrleo

crudo estn compuestas por los hidrocarburos ms livianos (los que tienen las molculas ms pequeas),

entre las cuales hay un pequeo porcentaje del hidrocarburo llamado hexano, como se indica en la figura

siguiente:


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Los hidrocarburos lquidos y ms pesados, como el kerosene (incluyendo el combustible para turbinas de

aviacin), el gasoil para camiones y vehculos de transporte urbano, el fuel oil para la industria, los aceites

lubricantes industriales, las parafinas y los bitmenes, estn compuestos por mezclas de molculas

progresivamente ms complicadas y de cadenas ms largas. Como se advierte, no slo las dimensiones de

las molculas sino tambin su conformacin, contribuyen a definir las caractersticas de cada hidrocarburo.

El carbono de cada molcula no siempre consiste en una cadena recta, como es el caso del hexano. Algunas

molculas estn encadenadas lateralmente, como se muestra en la figura de la izquierda, y otras se integran

en circuitos cerrados o anillos.

Estas diferencias de conformacin se corresponden con diferentes propiedades de los hidrocarburos. Por

eso, el producto originado en un petrleo crudo, donde predomina determinado tipo de molculas, producir

un resultado distinto en el motor de un automvil que el originado en otro petrleo donde la molcula

dominante sea distinta. La conformacin del "esqueleto" de carbono por otra parte tambin afecta la calidad

de otras fracciones de hidrocarburos contenidas en el petrleo crudo.

Todo esto confirma que la Tierra es en s misma una enorme y permanente destilera de petrleo, donde

pueden encontrarse todas las variedades de hidrocarburos lquidos y gaseosos, segn las incontables

variaciones de encadenamiento y conformacin de las molculas que los integran. En el transcurso de

millones de aos, los restos fsiles de criaturas vegetales y animales, sometidos a las tremendas presiones

de sucesivas generaciones de sedimentos y transformados por los desplazamientos internos de la Tierra, se

fueron integrando segn las variaciones de calor a que fueron sometidas. Esa "caldera" permanente que

produjo los hidrocarburos es la que debe reproducir la industria del petrleo en la superficie, para poner a

disposicin de millones de consumidores en el mercado la enorme variedad de productos que se originan

actualmente en las refineras de petrleo.

En el yacimiento el petrleo se encuentra estratificado, en su capa superior aparece gas, en una segunda

capa el lquido hidrocarbonado y por ltimo agua salada. Algunos yacimientos solo contienen gas,

denominado Gas Natural, compuesto fundamentalmente por sulfuro de hidrgeno y metano. Los yacimientos

pueden localizarse en tierra y bajo el mar (off shore) a diferentes profundidades que pueden llegar a varios

miles de metros. Los procedimientos de extraccin varan segn el tipo y condiciones del pozo. A pie de pozo

es necesario decantar el crudo del agua que le acompaa y estabilizarlo para eliminar el gas y poder

almacenarlo y transportarlo en condiciones adecuadas.

Como consecuencia de su origen, condiciones de evolucin y antigedad, los crudos tienen diferente

composicin en cuanto al tipo y cantidad de familias qumicas de hidrocarburos de las que estn formadas.

Las caractersticas fsicas variarn en funcin de esta composicin e inciden en las posibilidades de

refinacin y el aprovechamiento para la obtencin de sus productos derivados, principalmente combustibles,

lubricantes, asfaltos y materias primas para petroqumica, as como en su valoracin econmica.


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Familias Qumic as de Hidro carb uro s

Dada la tetravalencia del tomo de carbono y de la monovalencia del hidrgeno, las distintas posibilidades de

combinacin de estos tomos pueden clasificarse, segn adicin de los tomos de carbono, en cadenas o en

ciclos y con saturacin, o no en ls siguientes familias:

Hidrocarburos acic l icos.

Saturados: Parafnicos de frmula general CnH2n+2

- Cadena recta nica: parafnicos normal Frmula Desarrollada:

Nomenclatura: terminacin en. ano. El metano, CH4, primero de la serie, el etano, el propano y el n-butano

son gaseosos a temperatura ambiente; del n-pentano al n-cetano, C16, son lquidos; las molculas

parafnicas normales de peso molecular superior son slidas y constituyen la parafina. Todos estos

hidrocarburos se encuentran en el petrleo crudo.

- Cadena ramificada: isoparafinas

Son formas ismeras de los hidrocarburos parafnicos normales, es decir, que con el mismo nmero de

tomos de carbono, tienen igual peso molecular. Se los diferencia de los anteriores utilizando el prefijo iso

ano. Frmula desarrollada del iso butano: C4H10

El iso octano elegido como carburante patrn en la definicin del nmero de octano es el 2.2.4

trimetilpentano:

La isomerizacin no es posible ms que para las combinaciones en la cual intervienen cuatro tomos de

carbono o ms. Cuanto mayor es el nmero de tomos de carbono, mayor es el de ismeros posibles.


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Los ismeros de cadena recta o ramificada tienen propiedades fsicas bastante prximas: densidad, punto de

ebullicin etc

No Satu rados : olefni co s

Segn el nmero de dobles enlaces, la frmula de estas molculas ser: CnH2n, CnH2n-2, CnH2n-4, etc. Los

carbonos se disponen en cadena recta o ramificada. Estos hidrocarburos olefnicos no se encuentran en el

petrleo crudo.- Cadena recta:

1 doble enlace: olefinas normales: CnH2n Nomenclatura: terminacin eno. Los dos primeros hidrocarburos

de la serie son el etileno y el propeno o propileno.

Para los hidrocarburos superiores de la serie, es necesario precisar, en su denominacin, la posicin de dobleenlace.

2 dobles enlaces: diolefinas: CnH2n-2

Los butadienos son conocidos debido a que uno de ellos se utiliza como materia prima en la fabricacin del

caucho sinttico.


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- Cadena ramificada:

Son todos los hidrocarburos ismeros de los precedentes:

1 doble enlace: isoolefinas

Nomenclatura: isoeno

dobles enlaces: disoolefinas

Nomenclatura: isodieno

Hidr ocarb ur os cclico s

Contienen en su cadena un ciclo o ncleo, que puede estar constituido por un nmero cualquiera de tomos

de carbono. No obstante es ms frecuente que contenga seis carbonos, por corresponder a los 109 del

ngulo normal de unin de los tomos de carbono.

Saturados:Naftenos o ciclo alcanos de frmula general CnH2n

Son ismeros de los hidrocarburos parafnicos, su esqueleto es formado nicamente por tomos de carbono

unidos entre ellos con enlaces simples en forma de anillo. Su denominacin es la misma de los parafnicos,

procedida del prefijo ciclo. Existen el ciclopropano, el ciclobutano, el ciclopentano y el ciclohexano, de frmula

C6H12.

No saturado s

Teniendo en cuenta slo el ciclo de seis tomos de carbono, la instauracin puede darse en tres formas:simple, doble o triple, ya que en este ncleo resulta imposible que se den dos dobles enlaces consecutivos.

Dos clases:

CICLOALQUENOS: 1 doble enlace: cicloolefnicos, como el ciclohexeno;

2 dobles enlaces: ciclodiolefnicos, como el ciclohexadieno;

AROMTICOS: 3 dobles enlaces: bencnicos o aromticos.


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Los aromticos corresponden a una forma estable de la molcula, motivo por la que es mucho ms frecuente

que las dos anteriores. Los hidrocarburos bencnicos se encuentran en los petrleos crudos en proporciones

variables; los crudos de Borneo y Sumatra poseen una naturaleza aromtica muy pronunciada. Por otro lado,

ciertos catalizadores permiten obtener formas bencnicas atractivas por su propiedad antidetonante.

Hidrocarburos mixtos

Las familias precedentes pueden calificarse de puras. Las reacciones de sustitucin admiten su unin para

dar lugar a una molcula hbrida que presenta caracteres comunes a las mismas. Tanto los ciclos como las

cadenas parafnicas pueden sustituirse unos con otros. Las propiedades de la molcula mixta es funcin de la

importancia relativa de los ncleos y de las cadenas en la estructura.

La denominacin considera el elemento predominante de la molcula; en el caso del ciclo, se antepone a su

nombre, el del radical parafnico sustituido; en el de la cadena sustituida por un solo ncleo bencnico, se

precede de fenil. Nombres de radicales usualmente utilizados:

Las combinaciones por sustitucin permiten construir una infinidad de molculas mixtas, relativamente

complejas. Estas molculas son muy abundantes en los petrleos crudos; asimismo podra afirmarse que

ellas constituyen las fracciones pesadas: gasoil, fueloil y cortes lubricantes; asegurando adems la

continuidad de propiedades entre los ciclos y las cadenas


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COMPONENTES DEL PETROLEO CRUDO

El petrleo es una mezcla no homognea de sustancias de las cuales la mayora de los constituyentes son

hidrocarburos, junto con cantidades variables de derivados hidrocarbonados de azufre, oxgeno y nitrgeno.

Puede contener tambin cantidades variables de gas disuelto y componentes metlicos en pequeas

proporciones. Adems generalmente hay agua no disuelta.

La composicin aproximada de un petrleo se puede esquematizar as:

La composicin de los crudos vara dependiendo del lugar donde se han formado. Las diferencias entre unos

y otros se deben, a las distintas proporciones de las diferentes fracciones de hidrocarburos, y a la variacin

en la concentracin de azufre, nitrgeno y metales. Mientras mayor sea el contenido de carbn en relacin al

del hidrgeno, mayor es la cantidad de productos pesados que tiene el crudo. Esto depende de la antigedad

y de algunas caractersticas de los yacimientos. En cuanto a sus propiedades fsicas difieren mucho entre s,

desde amarillentos y lquidos hasta negros y viscosos. Estas variaciones estn dadas por las distintas

relaciones entre los tipos de hidrocarburos presentes. Dichas relaciones son importantes para determinar los

mtodos de refinacin a utilizar.

Tipos de Hidrocarbu ros presentes en el Crudo

El nmero de compuestos de HC es extremadamente grande. The American Petroleum Institute Research

Project 6 (APIRP-6) tiene aislados 277 compuestos para el crudo promedio desde que empez el proyecto en

1927. APIRP-6 es generalmente el que provee las bases para cualquier tipo de discusin sobre composicin

del petrleo. Puede considerarse que el 95 % del petrleo est constituido por hidrocarburos, o sea

sustancias formadas por carbono e hidrogeno.

Los tres tipos de hidrocarburos se encuentran presentes en el crudo:

Saturados o parafnicos

No saturados u olefinicos

Aromticos o bencnicos


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Los saturados o parafnicos, denominados as por su poca reactividad, conforman la mayor parte de los

hidrocarburos del petrleo. Dentro de un rango de variacin, considerando las distintas procedencias del

crudo, puede decirse que entre el 50 y 70 % de los hidrocarburos del petrleo son de esta serie;

correspondiendo la mayor parte a los naftenicos o cicloparafinas. Es de destacar que a partir del butano se

presenta la posibilidad de ismeros de igual nmero de tomos de carbono, pero distinta configuracin; amedida que aumenta el peso molecular aumenta la cantidad de ismeros. En general las isoparafinas tienen

punto de ebullicin ms bajo que las normales.


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Los naftenos o cicloparafinas son hidrocarburos saturados, en los cuales los tomos de carbono estn unidos

formando anillos. Entre los primeros se encuentra el ciclopentano y el cicloheano y sus ismeros. Las

fracciones de petrleo con ms alto punto de ebullicin poseen un elevado porcentaje de hidrocarburos

naftnicos.

Los hidrocarburos no saturados, por su reactividad no suelen encontrarse en los petrleos naturales en

cantidades apreciables, pero adquieren importancia durante el procesamiento por ser formados en los

procesos de refinacin. La rotura molecular de una parafina por la alta temperatura (pirolisis) puede producir

una molcula saturada y otra no saturada:

La tercera serie de hidrocarburos presentes en el petrleo son los aromticos, llamados tambin bencnicos

por ser derivados del benceno. Constituyen una familia muy numerosa por la formacin de anillos

condensados, estando presentes en las fracciones ms pesadas del petrleo.

Composicin d e tpic a por serie de HC de acuerd o a los c ort es clsico s de la ind ustr ia


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Compuestos No Hidrocarburo s presentes en el crudo

Varios de estos compuestos se encuentran en el crudo y en las corrientes refinadas. Los ms importantes

son sulfuros orgnicos, compuestos de nitrgeno y de oxgeno (en ese orden). Tambin hay trazas de

compuestos metlicos que pueden ser causa de problemas en ciertos procesos catalticos.

Compuestos de Azufre: Todos los petrleos tienen compuestos de azufre, desde 0,03% en los crudos de

Pennsylvania hasta 5,0% en los crudos mejicanos. Los compuestos de azufre determinan la corrosividad

potencial del crudo. En las naftas presentan dificultades en cuanto a corrosin, olor y explosiones deficientes

de las mismas.

El crudo que contiene H2S (gas sulfidrico) se denomina "Crudo cido", pero algunas tecnologas se refieren

descuidadamente a crudo de alto azufre como crudo cido. En el crudo de alto azufre, el H2S puede ser bajo,

pero el porcentaje de compuestos que contienen azufre es alto. El crudo cido tiene mucho H2S, el crudo

agrio tiene muchos mercaptanos y es muy corrosivo.

Han sido aislados una gran cantidad de derivados de azufre incluyendo azufre elemental, sulfuro de

hidrogeno, mercaptanos, tioteres disulfuros y tiofenos. Los compuestos de azufre son complejos y

generalmente trmicamente inestables. Los cclicos como el tiofeno son ms estables. Se eliminan

craquendolos durante el proceso de refinacin en el cual se forma H2S y compuestos orgnicos simples de

azufre. Ciertos compuestos de azufre que son corrosivos por su acidez como H2S y mercaptanos, se

eliminan con tratamientos qumicos. Los compuestos de azufre no cidos se transforman en H2S durante el

tratamiento. Endulzar un petrleo significa transformar los mercaptanos en sulfuros o polisulfuros, que no son

corrosivos. Se aplica en las fracciones livianas de petrleo a las que se mejora color, olor y estabilidad.

Compuestos de Nitrgeno: El contenido de nitrgeno en la mayora de los crudos existentes, es relativamente

bajo, generalmente menor que 0,1% en peso aumentando en las fracciones de alto punto de ebullicin. Hay

varios tipos de hidrocarburos nitrogenados y son considerablemente ms complejos que los compuestos

hidrocarbonados de azufre. Son completamente estables trmicamente y por esta razn en los cortes livianos

solo aparecen trazas de nitrgeno. Se cree que son derivados de las protenas presentes en los materiales a

partir de los cuales se form el crudo. Una pequea cantidad presente en el gasoil de la alimentacin para

cracking cataltico tiene un efecto adverso sobre la selectividad de la catlisis.

La separacin de los diferentes tipos de compuestos es dificultosa y los mismos son susceptibles de

alteracin y perdidas por manipuleo. Segn sus caractersticas se los clasifica en bsicos y no bsicos. Parareducir su presencia en la carga a procesos catalticos se efecta hidrotratamiento. En los petrleos crudos

no existen compuestos bsicos de N2, estos se forman por descomposicin en la destilacin.

Compuestos de Oxgeno: Al igual que los compuestos de nitrgeno, estos son generalmente ms complejos

que los de azufre. En su mayor parte son cidos carboxlicos, fenoles y cresoles, con menores cantidades de

tipos no cidos como steres, amidas, cetonas y benzofuranos.


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El total de cido contenido en el petrleo vara desde 0.03% (petrleo iraqu y egipcio) a 3% (algunos

petrleos de California). Normalmente es menor al 0,1% peso.

Los cidos naftnicos que representan la acidez primaria del crudo, son de considerable importancia

petroqumica. Los que se encuentran en nafta pesada, kerosene y gas oil, se destruyen en el cracking. Los

que se encuentran en la fraccin gas oil son cadenas de alquil- cicloparafinas, se eliminan como naftenato de

sodio por extraccin con soda caustica.

La presencia de compuestos de oxgeno en la alimentacin a procesos catalticos, no presenta mayores

problemas. Los asfaltos contienen algunos compuestos altamente oxigenados que son fcilmente separados

del crudo y sus fracciones.

Compuestos Metlicos: Los compuestos metlicos deben conocerse dado que trazas de metales como Fe,

Na, Ni, V, Pb, y As tienen efectos adversos sobre los procesos de refinacin. El que se encuentra en forma

ms abundante es el vanadio junto con menores niveles de niquel y hierro. El Boscan de Venzuela por

ejemplo, tiene 1200 ppm de V y 150 ppm de Ni. El Brega de Libia tiene 2 ppm y 1 ppm respectivamente. El

mayor problema es que aun en pequeas cantidades estos elementos son venenos en varias etapas del

procesamiento.

Las trazas de metales presentes en algunos crudos son frecuentemente mayores que las que pueden

esperase por la cantidad de porfirinas (compuestos hidrocarburo con metales). La presencia de vanadio es

indeseable por ser veneno para el catalizador. La misma se comprueba mediante pruebas de absorcin o

emisin atmica.

El Na puede causar problemas en el enladrillado de los hornos. Se encuentran generalmente como sales

disueltas en el agua suspendida o como compuestos organometlicos y sales metlicas. Existen numerosas

tcnicas para su determinacin, siendo las ms utilizadas las de absorcin atmica. Tambin existen en el

petrleo trazas de metales en solucin o en suspensin como entidades inorgnicas.

Agua: El agua en hidrocarburos puede encontrarse en suspensin o en emulsin. El agua en suspensin se

separa por decantacin. Con respecto a la emulsin se deben efectuar consideraciones relativas al tipo de

emulsin, presencia de sustancia emulsificadora, existencia de movimiento de agitacin, edad de la emulsin,

caractersticas del petrleo, presencia de sales disuelta en el agua, presencia de gas disuelto en el petrleo,

contenido de agua. En el agua se van a encontrar las sales disueltas, las cuales estn compuestas

principalmente por cloruros en la siguiente relacin:

Cl Na (cloruro de sodio) = 75%Cl2Mg (cloruro de magnesio) = 15%

Cl2Ca (cloruro de calcio) = 10%

El ms daino es el Cl2Mg por su facilidad de descomposicin con formacin de HCl (acido clorhidrico).

Aparte de cloruros, hay sulfatos y carbonatos presentes en menor cantidad. Son ms dainos los sulfatos y


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de estos el de calcio que por encima de 40C da incrustaciones muy duras. La cantidad de sales es muy

variable, desde vestigios hasta ms de 1500 gr/m3.

Los procesos de desalacin se basan en el ingreso de agua dulce al petrleo, en porcentajes que van desde

el 5% al 10%, para proceder a la deshidratacin posterior. De esta manera, el agua dulce disminuye la

concentracin de sales a valores aceptables.

Conviene que este proceso se haga en yacimiento pues se evitan procesos corrosivos en caeras y fondo de

tanques de almacenaje, pero en la mayora de los casos los yacimientos no poseen agua dulce y se

deshidratan solamente. El contenido de sales se encuentra en un amplio rango, las mismas resultan

principalmente de la operativa de produccin en campo y el manipuleo del crudo en refineras.

CLASIFICACIN DE LOS PETRLEOS CRUDOS

El conocimiento de los constituyentes del petrleo crudo es muy importante para el refinador. Las

caractersticas que permiten clasificar al crudo se determinan por procesos simples y econmicos. Dicha

clasificacin se puede efectuar segn la composicin qumica, la densidad o la cantidad de azufre total

presente en el crudo.

Por su composicin qumica: Este tipo de clasificacin depende estrictamente de la presencia de ciertos

componentes qumicos en el petrleo, as como de la unin de stos en elementos ms complejos. Su

importancia radica en las caractersticas particulares que cada uno de estos elementos le aade al petrleo.

As tenemos que se puede clasificar en:

- Parafnico: cuyo componente principal es el compuesto qumico llamado parafina. Son muy fluidos y de color

claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de

lavado al seco o gasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petrleo en el proceso de refinacin.

- Naftnicos: siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromticos. Son petrleos

muy viscosos y de coloracin oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinacin.

- Mixtos: es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos.

Por su densidad: La referencia que sustenta esta clasificacin es la gravedad API (del Instituto de Petroleo

Americano), que es una medida de densidad. La densidad es una propiedad fsica que mide la cantidad de

masa contenida en un determinado volumen. Por ejemplo, si comparamos 1 kg de ladrillos con 1 kg de

plumas tendremos que los ladrillos ocuparn un espacio menor que las plumas, y esto se debe a que los

ladrillos tienen una mayor densidad, en otras palabras, ocupan una mayor cantidad de masa en un espacio

menor.La Gravedad API se basa en la comparacin de la densidad del petrleo con la densidad del agua, es decir,

se busca determinar si el petrleo es ms liviano o pesado que sta ltima. La clasificacin propuesta por el

Instituto del Petrleo Americano indica que a una mayor gravedad API el petrleo ser ms liviano, como se

puede ver en el siguiente cuadro.


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Cabe indicar que los petrleos ligeros son tambin los ms requeridos en el mercado, y al mismo tiempo los

de mayor precio, ya que los costos tanto de extraccin como de refinacin son menores en comparacin con

petrleos pesados. As, se da una relacin directa entre la gravedad API y la calidad del petrleo, petrleos

ms ligeros tienen una mayor calidad, y requieren de menores costos para ser aprovechados que aquellos

ms pesados.

Por la presencia de azufre: Como mencionamos en un inicio, el azufre es uno de los componentes que estn

presentes en los hidrocarburos. Pero su presencia en los hidrocarburos implica la necesidad de mayores

procesos de refinamiento, y por ende un mayor costo final, razn por la cual la presencia de azufre estambin un determinante del valor comercial del petrleo. As, tenemos que el petrleo puede clasificarse en

dos clases:

- Petrleo Dulce (Sweet Crude Oil), es aquel que contiene menos de 0.5% de contenido sulfuroso, es decir,

con presencia de azufre. Es un petrleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como

gasolina.

- Petrleo Agrio (Sour Crude Oil), es aquel que contiene al menos 1% de contenido sulfuroso en su

composicin. Debido a la mayor presencia de azufre su costo de refinamiento es mayor, razn por la cual es

usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.

Las tres formas generales de categorizacin antes mencionadas nos permiten establecer criterios bsicos

para determinar la calidad del petrleo, las cuales influirn finalmente en la determinacin de los precios de

cada uno de ellos.


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CAPITULO 2: CAL IDAD DEL PETROLEO CRUDO: ANAL ISIS A EFECTUAR

Densidad

Es la masa (medida en vaco), expresada en gramos, de la cantidad de volumen medida en cm3 o ml de la

temperatura a que se determina. La gravedad especfica es la relacin de la masa a la unidad de volumen de

un lquido, al peso del mismo volumen de agua pura a 15C o 60F.

En la actualidad, en el laboratorio se determina con densmetro automtico (ASTM D 5002). En caso de

crudos pesados se determina con hidrmetro (ASTM D 1298). En el caso de crudos muy viscosos o semi-

slidos se determina con picnmetro.

La densidad tiene importancia en la industria del petrleo debido a varios motivos, algunos de ellos:

1) Los tipos de hidrocarburos se distinguen por su densidad. La densidad crece en el orden parafnicos,

naftnicos y aromticos.

2) En las relaciones comerciales para convertir peso a volumen y viceversa.

3) Existen varios ndices empricos que se basan en la relacin entre la densidad y otra propiedad.

Generalmente se usa el grado A.P.I. como una forma ms sencilla de expresar la densidad. En las

operaciones comerciales de crudos la densidad es uno de los parmetros considerados.

Contenido d e agua

La especificacin del contenido de mximo de agua est relacionada al costo de transporte y procesamiento.

El porcentaje no debe ser mayor del 1 al 2%. La determinacin se efecta por destilacin (ASTM D 4006).

El equipo de destilacin consiste en un baln que lleva una trampa graduada en el cono inferior en ml. o

dcimas de ml. Se coloca en el baln una determinada cantidad de crudo y una cantidad igual de un diluyente

que co-destila con el agua presente en la muestra. Los productos livianos y el agua condensan y por rebalse

los livianos vuelven al baln en tanto que el agua desciende al fondo del cono graduado, donde se mide.

Agua y Sedimentos

Es comn que el petrleo crudo contenga arcilla que interfiere obturando equipos. Los mtodos para su

determinacin pueden diferir entren la campo y la refinera por razones prcticas y econmicas. No obstante

en caso de transacciones comerciales debe especificarse exactamente cul ser el mtodo acordado para su

control. En las refineras se utiliza la ASTM D 4006 para la determinacin de agua y la ASTM D 4807 para la

determinacin de sedimentos por filtracin.

En el campo suele utilizarse la ASTM D-96 (Agua y sedimentos) por uno de los tres mtodos decentrifugacin segn el tipo de crudo:

Crudos parafnicos: con calentamiento

Crudos asflticos: Solventes aromticos ( tolueno)

Otras muestras: emulsificadores


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Punto d e Escurr imiento

Junto con la viscosidad, son dos determinaciones que se utilizan para resolver problemas asociados al

transporte de crudos. El punto de escurrimiento es la temperatura ms baja expresada como mltiplo de 3C

(5F), a lo cual se observa fluir la muestra cuando es enfriada bajo condiciones especificadas (ASTM D 97).

El ensayo se realiza colocando la muestra en un recipiente estandarizado y observando las temperaturas

descendentes hasta que el crudo no denote movimiento cuando se coloca el recipiente en posicin horizontal

durante 5 segundos.

En tal punto se registra la temperatura y se suman 3C (5F) y se informa el valor obtenido como el Punto de

Escurrimiento. Este parmetro da una idea del contenido de parafinas presente en la muestra; el punto de

escurrimiento est ntimamente ligado a la estructura molecular de los hidrocarburos.

Los naftenos tienen menor punto de escurrimiento y las parafinas mayor. Es importante conocer dicha

temperatura debido a que por esto a igual viscosidad pueden tener distinto comportamiento. En los crudos

parafnicos, la reduccin de la temperatura implica el comienzo de la cristalizacin de los compuestos

parafinicos, al solidificarse no permiten el flujo debido a su estructura cristalina. Pero si se rompe por

agitacin, el aceite comienza a fluir, aun a temperaturas inferiores a su punto de fluidez.

Las bases naftnicas con bajo contenido de parafinas, se espesan ms que las parafnicas cuando son

enfriadas an a igual viscosidad, por esta razn el punto de escurrimiento debe ser determinado por el

congelamiento de todo el cuerpo del aceite o por la formacin de cristales parafnicos. Un depresor de punto

de escurrimiento que impide el crecimiento de los cristales individuales no tiene ningn efecto sobre una base

naftnica.

Azufre

Es importante porque la complejidad y costos de la operacin en refineras se incrementan proporcionalmente

con el incremento del contenido de azufre en el crudo. Las cantidades presentes en crudo varan desde

prcticamente nada hasta algunos porcentajes importantes. En el caso de las naftas dichos compuestos

tienen accin corrosiva.

La determinacin de azufre se efecta segn la norma ASTM D-4294. Actualmente se utiliza la tcnica de

quimiluminiscencia. La radiacin caracterstica derivada a partir de una fuente de Rayos X, es comparada con

la de muestras patrn, cuyo contenido de azufre (% en peso) es conocido. La determinacin de mercaptanos

se efecta por medicin de la cantidad de nitrato de plata que se combina con ellos.

Carbn Conradso n

EL mtodo ASTM D 189 cubre la determinacin de la cantidad de residuos luego de la evaporacin y pirolisis

de un petrleo (calentamiento sin presencia de oxigeno), y el objetivo es proporcionar una indicacin de la

sustancias con tendencia a la formacin de coque. El residuo carbonoso guarda una relativa proporcin con

la cantidad de asfalto duro presente en el petrleo.


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Viscosidad

Es una medida de la resistencia a fluir de un lquido. La viscosidad de los crudos vara ampliamente desde

fluidos como el agua hasta slidos que no pueden movilizarse sin calentamiento. Una baja viscosidad indica

generalmente alto rendimiento en nafta o diesel, y una alta viscosidad indica alto rendimiento en asfalto, pero

en ningn caso da indicacin de calidad.

El parmetro de viscosidad se utiliza en el diseo de tuberas de yacimientos y los ductos y bombas entre el

almacenaje en refineras y las instalaciones de procesamiento.

Existen diferentes mtodos de laboratorio para determinar este parmetro, y se trabaja a distintas

temperaturas, teniendo en cuenta que el flujo del fluido sea constante y no obture los tubos.

Actualmente se utiliza ms la viscosidad cinemtica (ASTM D 445), pues existe una relacin lineal entre el

logaritmo de la inversa de la temperatura y el logaritmo de la viscosidad a dicha temperatura, que permite

inferir tericamente datos, si se cuenta con dos puntos de dicha recta (Ley de Walther).

La viscosidad cinemtica se determina con pipetas viscosimtricas que se suspenden directamente en un

bao de temperatura constante. La serie de pipetas cubre un amplio rango de viscocidad. Estas pipetas

tienen mayor exactitud, usan una pequea cantidad de muestra, pero deben estar bien calibradas.

Los mtodos ms tradicionales son:

La viscosidad SAYBOLT UNIVERSAL es el tiempo medido en segundos para el flujo de 60 c.c. de muestra

contenida en tubo, a travs de un orificio calibrado, a temperatura constante.

La viscosidad SAYBOLT FUROL es determinada exactamente igual, salvo que el orificio es mayor pues es

para lquidos ms viscosos.

Existen factores de conversin a travs de tablas y bacos para el pasaje de una viscosidad a otra.

Tensin de vapo r

En un producto de petrleo, la presin de vapor refleja un valor resultante de las distintas presiones de vapor

de las fracciones que la forman. La presin de vapor de un lquido es una medida de su tendencia a

vaporizarse, debido a la presin ejercida por las molculas del lquido en su superficie libre. Para un lquido

dado esta presin es solamente funcin de la temperatura. La presin de vapor del agua a su temperatura de

ebullicin es 14,7 psi que es la presin atmosfrica. En el laboratorio se determina la Tensin de vapor REID

(T.V.R.), segn la norma ASTM D-323 en una bomba de doble cmara a una temperatura de 37,8C.

Esta TVR es algo menor que la presin de vapor verdadera (8 a 9%), est en funcin de las variables que

intervienen y es solo un camino aproximado a fin de obtener el valor correcto. El dato obtenido se utiliza para

el diseo de tanques de almacenaje.

Sales

Es importante su determinacin por los problemas de corrosin que puedan originar. Generalmente se

determinan como cloruros realizando una extraccin con agua y determinando en el extracto la cantidad de

cloruros presente por cualquier mtodo volumtrico. Actualmente se utiliza el mtodo ASTM D 3230 que es

un mtodo potenciomtrico.


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Los procesos de desalado se basan en el ingreso al petrleo de agua dulce, en porcentajes que van del 5 al

10%, para proceder a la deshidratacin posterior con algunos de los sistemas conocidos. Conviene realizar

este proceso en yacimientos pues se evitan procesos corrosivos en caeras y fondo de tanques de

almacenaje; pero en la mayora de los casos, los yacimientos no poseen agua dulce y se limitan a deshidratar

solamente.

Las ventajas que origina el desalado del crudo pueden enumerarse:

Incremento de la economa de combustible.-

Reduccin de las tareas de limpieza.-

Reduccin de las tareas de mantenimiento.-

Menor consumo de NH3.-

Aumento de la vida til del catalizador.-

Aumento de la eficiencia operativa de la destilera.-

Reduccin de la corrosin por sulfuro.-

DISTRIBUCIN PUNTO DE INFLAMACIN

Los anlisis hasta ahora descriptos corresponden a los testeos habituales que se realizan al petrleo crudo

en una tpica operacin de transferencia de custodia; este anlisis lo realiza el refinador a los efectos de

empezar a determinar el valor econmico que puede obtener del crudo de acuerdo a las caractersticas de su

refinera.

La distribucin de los puntos de ebullicin da una idea de la composicin del petrleo crudo y una estimacin

de los productos susceptibles de ser fraccionados para el clculo de refinera. Se utiliza cromatografa

gaseosa aplicada a la destilacin, es un proceso largo y requiere un gran volumen de muestra. El mtodo

utilizado es el ASTM D 5307 que cubre el rango de destilacin hasta 1000F (538C), el producto que queda

de remanente a esa temperatura es considerado como residuo (excede al D 2892 que llega hasta los 400C).

La muestra se diluye con di-sulfuro de carbono y la solucin resultante se inyecta en una columna del

cromatgrafo gaseoso que separa los hidrocarburos ordenndolos por el punto de ebullicin. La temperatura

de la columna se eleva a una tasa lineal reproducible y el rea bajo el cromatograma se registra a lo largo de

la corrida.

Los puntos de ebullicin estn asignados al eje del tiempo por comparacin con una curva de calibracin

obtenida en las mismas condiciones cromatogrficas de un patrn de una mezcla de n-parafinas de punto deebullicin conocido hasta de una temperatura de 538C. La cantidad de muestra de ebullicin superior a

538C es estimada por medio de un segundo anlisis del crudo aadiendo un segundo standard. A partir de

estos datos, se calcula la distribucin del rango de ebullicin de la muestra.

Esta prueba no es exhaustiva, pero es la ms comnmente utilizada, conjuntamente con algunos testeos

adicionales. Estas pruebas proporcionan el refinador datos sobre las caractersticas de manejo de un petrleo


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crudo, las impurezas que estn presentes, y una idea general de los productos que pueden ser obtenidos, sin

embargo, no alcanzan a proporcionar la totalidad de los datos esenciales para la determinacin de si un crudo

dado o mezcla de crudos producir una cantidad de productos econmicamente atractiva; esto requiere que

un anlisis integral (comprehensive assay) se realice.

ANL ISIS INTEGRAL

"Evaluar un crudo significa encontrar la funcionalidad que rige el comportamiento termodinmico y cintico de

los distintos parmetros que determinan el espectro de alternativas de utilizacin de cada crudo y de las

posibles mezclas a refinar"

En definicin anterior se pretende unir en una frase los dos caminos que convergen en la evaluacin

tecnolgica de un petrleo crudo, el de la ingeniera de productos con su objetivo de calidad y el de la

ingeniera de procesos con las realidades que impone la existencia de tecnologas o el costo de

procesamiento.

Considerando el aspecto estratgico, la definicin anterior debe ser ampliada porque su objetivo es la

optimizacin de la utilizacin de la materia prima en estudio, contemplando la integracin de todas las reas

de la industria petrolera, y de las distintas rentabilidades que las mismas poseen, pero sin aislar el anlisis del

contexto econmico.

Adems de los anlisis realizados sobre la muestra de petrleo crudo como parte de la inspeccin de calidad,

un anlisis integral o completo requiere que el crudo se destile fraccionadamente y sobre cada una de las

fracciones se realice las pruebas adecuadas. Esto es necesario para que el refinador pueda evaluar que la

cantidad y calidad de cada fraccin sumadas, satisface los requisitos de rentabilidad en una refinera en


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particular. Los refinadores disean un ensayo integral acorde a sus necesidades individuales y a las

caractersticas de su refinera; el nmero de cortes o fracciones tomadas pueden variar desde tan slo 4 a

tantos como 24. Los siguientes diez fracciones proporcionan la base para una evaluacin exhaustiva

moderadamente:

C2-C4 Gas

C5-79C Nafta liviana

79-121C Nafta intermedia

121-191C Nafta Pesada

191-277C Kerosene

277-343C Destilado medio

343-455C Gas Oil de vaco liviano (LVGO)

455-566C Gas Oil de vaco pesado (HVGO)

343C + Residuo Atmosfrico (long residuum)

566C + Residuo de Vaco (short residuum)

Comnmente, de 5 a 50 litros de petrleo crudo sern necesarios para un ensayo completo, en funcin del

nmero de cortes que deben tomarse y los ensayos a realizar en las fracciones. El fraccionamiento del

petrleo crudo comienza con una destilacin de punto de ebullicin verdadero (TBP) empleando una columna

de fraccionamiento que tiene una eficiencia de 5:1 (ASTM D 2892: Mtodo de ensayo para la destilacin de

petrleo crudo). El TBP se puede utilizar para todas las fracciones hasta un punto de corte mximo de

aproximadamente 350C Temperatura atmosfrica equivalente (AET) teniendo en cuenta que una presin

reducida se utiliza para minimizar el craqueo. Ms all de un AET de 350 C, es necesario continuar la

destilacin a presiones ms reducidas (ASTM D 1160: Mtodo de ensayo para la Destilacin de Productos de

Petrleo a presin reducida). Esta fraccin puede ser continuado hasta una temperatura mxima de

aproximadamente 400C para una presin de 0,13 kPa (640C AET) siempre que no se produzca un craqueo

significativo. El mtodo ASTM D 5236: Mtodo de ensayo para la destilacin de mezclas de hidrocarburos

pesados (Mtodo Potstill de vaco) es un estndar relativamente nuevo que est viendo su uso cada vez ms

y parece estar suplantando al D 1160 como el mtodo de eleccin para las destilaciones al vaco del crudo.

Para la mayora de los petrleos crudos, se puede lograr una temperatura de hasta 556C AET utilizando el

mtodo nuevo. La figura siguiente representa grficamente tpicas curvas de destilacin TBP para un crudo

pesado (22API) y uno ligero (38API).


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Tras el fraccionamiento del petrleo crudo, cada una de las fracciones se analiza para determinar uno ms de

sus caractersticas fsicas o qumicas dependiendo de las necesidades del refinador. Todos los anlisis de

que podran llevarse a cabo en cada una de las fracciones son demasiado numerosos para ser descriptos

aqu. La tabla siguiente resume un formato tpico de anlisis integral e indica mtodos representativos de

prueba para determinar las propiedades de las fracciones, los mtodos enumerados son los generalmente

aceptados como mtodos de arbitraje para la determinacin de la propiedad.

Aunque no aparece en la tabla rendimientos, volumen y masa porcentuales son una parte integral del

anlisis. Estos proporcionan informacin fundamental sobre el rendimientos en cantidad de cada producto,

permite el clculo de los balances de masa y permitir que el analista o refinador para reformular su operacin

utilizando modelos de refinacin y correlaciones derivadas empricamente, para obtener las caractersticas de

las fracciones adecuadas a sus necesidades.

PRECIO DEL PETROLEO: PETROLEO DE REFERENCIA

En el mundo existen alrededor de 161 zonas petroleras, cada una de ellas produciendo petrleo de diferentes

caractersticas. No obstante, es comn determinar el precio de mercado de la produccin de una zona en

comparacin con aquel petrleo referencial que se encuentra prximo geogrficamente.


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As, por ejemplo, el petrleo de Dubai es usado como referencia en el Oriente Medio, el Minas y el Tapis (de

Malasia e Indonesia respectivamente) son usados como referencia en el Lejano Oriente, y as sucesivamente.

Pero sin duda los dos petrleos referenciales ms conocidos y de uso difundido en el mundo son el West

Texas Intermediate (o mayormente conocido como WTI) y el Brent Blend (o Brent), el primero de ellos

producido en Norteamrica y el otro en el Mar del Norte.

Cules son sus car act ersti cas

- El West Texas Intermediate (WTI), es un promedio en cuanto a calidad se refiere del petrleo producido en

los campos occidentales de Texas (EE.UU.). Es un petrleo ligero (39.6de gravedad API) y dulce (0.24% de

contenido sulfuroso). Su alta calidad lo hace ideal para la produccin de gasolinas y es usado como valor de

referencia sobre todo en el mercado norteamericano (por ejemplo en los mercados de New York).

- El Brent Blend (o Brent), es una combinacin de crudos de 19 diferentes campos de explotacin petrolera

localizados en el Mar del Norte, cuyas producciones se envan hacia la terminal de Sullom Voe (Escocia) para

su posterior comercializacin. Su gravedad API es de 38.3 y contiene alrededor de 0.37% de contenido

sulfuroso, lo cual hace de l un petrleo ligero y dulce, pero en menor escala que el WTI, siendo ideal para la

produccin de gasolinas y destilados intermedios. Es usado como precio de referencia en los mercados de

Europa (por ejemplo, en el Internacional Petroleum Exchange IPE de Londres), en frica y Oriente Medio.

No obstante, podramos considerar tambin la Bolsa de Crudos de la OPEP, cuya bolsa de 11 crudos

producidos por sus pases miembros es un valor referencial para el precio en el Oriente Medio, as como para

los mercados internacionales.

Es importante notar que el nivel de produccin del petrleo WTI como el Brent son escasos a nivel mundial,

en el primer caso, representa alrededor del 1% del total mundial y por consiguiente su comercio es un tanto

limitado, situacin totalmente distinta si tomamos en consideracin los crudos que se producen en Medio

Oriente o Rusia y que solo usan el WTI como referente al momento vender su produccin en el continente

americano.

Todos los petrleos tienen precio distinto en el mercado mundial, las caractersticas propias del producto

determinan su calidad y de all su precio, a travs de un diferencial con algn crudo de referencia. El

diferencial se calcula en base a dos parmetros fundamentales su calidad (que determina el rendimiento en

productos del mismo) y la distancia que se encuentra del mercado donde se consumir (costos de flete).

Estos diferenciales van variando en forma diaria en funcin de las necesidades de los refinadores de cada

tipo de crudo, con las variaciones del mercado de flete martimo, las perspectivas de oferta y demanda futuras

y cada vez influyen ms las posiciones especulativas adoptadas por fondos de inversin.


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CAPITULO 3: REFINERAS

La refinacin de petrleo es un eslabn nico y fundamental de la cadena de suministro de petrleo, del pozo

a la bomba. Los dems eslabones de este proceso agregan valor al petrleo, principalmente mediante su

traslado y almacenamiento (por ejemplo, extraccin del petrleo crudo a la superficie, traslado desde el

yacimiento petrolfero a los depsitos y luego a las refineras, traslado de los productos refinados desde las

refineras a las terminales de despacho e instalaciones de productos de consumo final, etc.).

La refinacin agrega valor mediante la conversin del petrleo crudo (que, en s mismo, tiene escaso valor

como producto de consumo final) en una variedad de productos refinados, incluidos los combustibles para

transporte. El principal objetivo econmico de la refinacin consiste en maximizar el valor agregado en la

conversin del petrleo crudo en productos terminados.

Las refineras son grandes plantas de produccin de gran densidad de capital, con sistemas de

procesamiento extremadamente complejos. En ellas se convierte el petrleo crudo y otros flujos deentrada en

docenas de (sub)productos refinados, por ejemplo:

Gas licuado de petrleo (GLP)

Gasolina

Kerosene (para aviacin y calefaccin)

Gasoil

Combustible disel

Fuel Oil (para generacin de energa elctrica, combustible marino, calefaccin industrial y

urbana)

Aceites lubricantes y ceras

Materias primas de petroqumicos

Asfalto (para pavimentacin y techado)

Entre los subproductos mencionados, los combustibles para transporte son los de mayor valor, mientras que

el fuel oil y el asfalto son los de menor valor.

En la actualidad, existen ms de 660 refineras en 116 pases, que producen ms de 85 millones de barriles

de productos refinados por da. Cada refinera tiene una estructura fsica particular, as como determinadas

caractersticas operativas y una economa particular. La estructura de una refinera y sus caractersticas de

funcionamiento estn determinadas principalmente por su ubicacin, antigedad, disponibilidad de fondospara inversiones de capital, petrleos crudos disponibles, demanda del producto (de los mercados locales y/o

de exportacin), requisitos de calidad del producto, normativa y estndares ambientales, y las

especificaciones y requisitos del mercado para los productos refinados. La mayora de las refineras de

Amrica del Norte estn diseadas para maximizar la produccin de gasolina, a expensas de los dems

productos refinados. En otros lugares, la mayora de la capacidad de refinacin actuales y prcticamente

todas las capacidades nuevas estn diseadas para maximizar la produccin de destilados medios (gas oil y


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disel oil) y en algunas zonas, la produccin de materias primas de petroqumicos, debido a que se ha

registrado un acelerado crecimiento en la demanda de estos productos en la mayora de las regiones del

mundo.

Las refineras de petrleo son grandes plantas de produccin continua y gran densidad de capital. En las

refineras se transforma el petrleo crudo en productos terminados y refinados mediante

(1) la separacin de los crudos en diferentes fracciones (cada una con un punto de ebullicin y

distribucin de la cantidad de carbono nicos)

(2) el procesamiento de estas fracciones en productos terminados, mediante una secuencia

de transformaciones fsicas y qumicas.

La siguiente figura muestra un diagrama de flujo simplificado de una refinera tpica moderna que produce una

amplia variedad de combustibles de alta calidad y otros productos.


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Este diagrama es slo una estimacin del alcance y la complejidad de la operatoria de una refinera, la

cantidad de unidades de proceso en una refinera tpica y los subproductos que se producen en la misma. La

valoracin de esta complejidad es fundamental para tener una nocin bsica de la industria de la refinacin.

Las refineras producen docenas de productos refinados (que varan desde los muy livianos, como el GLP, a

los muy pesados, como el fuel oil residual). Esto sucede no slo debido a la demanda comercial de los

diferentes productos, sino tambin por el hecho de que las propiedades del petrleo crudo y las capacidades

de las refineras imponen restricciones a los volmenes de cualquier producto que se pueda elaborar en una

refinera. Las refineras pueden (y as lo hacen) cambiar sus operaciones de refinacin para responder a los

constantes cambios en el petrleo crudo y los mercados de productos, pero slo dentro de los lmites fsicos

determinados por las caractersticas de funcionamiento de sus refineras y las propiedades de los petrleos

crudos que procesan. Finalmente, la complejidad de las operaciones de refinacin es tal que se pueden

comprender y optimizar por completo, desde un punto de vista econmico, slo a travs del uso de modelos

matemticos en las operaciones de las refineras en general. Los modelos matemticos utilizados en las

operaciones de refinacin son los nicos medios confiables para generar respuestas alcanzables (es decir,

viables) y econmicas (es decir, ptimas) para los cambios en el ambiente mercantil y la introduccin de

nuevas especificaciones de productos (por lo general, ms estrictas).

La siguiente tabla muestra una representacin esquemtica ms simple de una refinera de petrleo, ilustra,

mediante un esquema, la separacin del petrleo crudo en fracciones de puntos de ebullicin especficos

(cantidad de carbono) en el proceso de destilacin del crudo, muestra los nombres de las industrias estndar

para estas fracciones de crudo, e indica los subsiguientes procesos de refinacin de estos flujos para producir

un tipo estndar de productos refinados terminados.

CLAS IFICACIN DE LAS REFINERAS SEGN SU CONFIGURACIN Y COMPLEJIDAD

Las caractersticas de configuracin y operacin de cada refinera son nicas. Estn determinadas

principalmente por la ubicacin de la refinera, su diseo, el tipo de crudo preferido para refinacin, los

requisitos del mercado para los productos refinados y las especificaciones de calidad (por ejemplo, contenido

de azufre) para los productos refinados.


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En este contexto, el trmino configuracin denota el conjunto especfico de unidades de procesos de

refinacin de una refinera determinada, el tamao (capacidad de produccin) de las distintas unidades, sus

caractersticas tcnicas destacadas y los patrones de flujo que conectan estas unidades. Si bien no existen

dos refineras con configuraciones idnticas, stas se pueden clasificar en grupos con caractersticas

similares, definidas segn su complejidad. En este contexto, el trmino complejidad tiene dos significados.

Uno de ellos es su acepcin no tcnica, que lo define como: intrincado, complicado, que consiste de muchas

partes conectadas. El otro significado es en trmino especfico que se usa en la industria de la refinera, que

los define como: un marcador numrico que denota, respecto de una refinera en particular, la amplitud,

capacidad e intensidad de capital de los procesos de refinacin de la unidad de destilacin del crudo desde

su origen (que, por definicin, tiene una complejidad de 1.0).

A mayor complejidad de una refinera, mayor es la intensidad de las inversiones de capital de la refinera y su

capacidad de agregar valor al petrleo crudo mediante:

(1) la conversin de ms fracciones de crudo pesado en productos livianos y de alto valor

(2) la elaboracin de productos livianos conforme las especificaciones de calidad ms estrictas (por

ejemplo, combustibles con contenido ultra bajo de azufre).

En trminos generales, todas las refineras pertenecen a una de cuatro clases, que se definen segn la

configuracin del proceso y la complejidad de la refinera:

Las refineras con unidades de destilacin atmosfrica o topping slo realizan la destilacin del crudo y ciertas

operaciones de apoyo esenciales. No tienen capacidad de modificar el patrn de rendimiento natural de los

petrleos crudos que procesan. Slo realizan el fraccionamiento del crudo en gas liviano y combustible derefinera, nafta (punto de ebullicin de la gasolina), destilados medios (kerosene, gas oil y, disel oil) y el fuel

oil residual o pesado. Una parte de nafta puede ser apropiada en algunos casos para la gasolina con ndices

de octano muy bajos.

Las refineras con esquema de hydroskimming no slo incluyen la destilacin del crudo y los servicios de

apoyo, sino tambin el reformado cataltico, diferentes unidades de hidrotratamiento y mezcla de productos.


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Estos procesos permiten: convertir la nafta en gasolina y controlar el contenido de azufre de los productos

refinados. El reformado cataltico convierte la nafta de destilacin directa de modo que cumpla con las

especificaciones de ndices de octano de la gasolina y elabora subproductos del hidrgeno para las unidades

de hidrotratamiento. Las unidades de hidrotratamiento extraen el azufre de los productos livianos (incluida la

gasolina y el combustible disel) para cumplir con las especificaciones del producto y/o permitir el

procesamiento de crudos con mayor contenido de azufre. Las refineras con esquema de hydroskimming,

comunes en las regiones con una alta demanda de gasolina, no tienen la capacidad de alterar los patrones de

rendimiento natural de los crudos que procesan.

Las refineras de conversin (o craqueo) incluyen no slo todos los procesos presentes en las refineras con

esquema de hydroskimming, sino tambin, y lo que es ms importante, el craqueo cataltico y/o hidrocraqueo.

Estos dos procesos de conversin transforman las fracciones pesadas de petrleo crudo (principalmente

gasleo), las cuales tienen altos rendimientos naturales en la mayora de los petrleos crudos, en flujos de

refinacin liviana que se aaden a la gasolina, combustible pesado, disel y materias primas de

petroqumicos. Las refineras de conversin tienen la capacidad de mejorar los patrones de rendimiento

natural de los crudos que procesan, segn lo necesario para satisfacer las demandas de mercado de

productos livianos. Sin embargo, stas an elaboran (ineludiblemente) productos pesados, de bajo valor,

como el combustible residual y el asfalto.

Las refineras de conversin profunda (o coquizacin) son, segn lo indica su nombre, una clase especial de

refineras de conversin. stas incluyen no slo el craqueo cataltico y/o hidrocraqueo para convertir las

fracciones de gas oil, sino tambin la coquizacin. Las unidades de coquizacin destruyen la fraccin del

petrleo crudo ms pesado y menos valioso (fuel oil residual) mediante su conversin en flujos ms l ivianos

que sirven como alimentacin adicional a otros procesos de conversin (por ejemplo, el craqueo cataltico) y

para los procesos de mejoramiento (por ejemplo, el reformado cataltico) que elaboran los productos livianos

ms valiosos. Las refineras de conversin profunda que poseen suficiente capacidad de coquizacin

destruyen bsicamente todo el fuel oil residual de sus crudos para refinacin y los convierten en productos

livianos.

Casi todas las refineras de los Estados Unidos son refineras de conversin o conversin profunda, como es

el caso de las refineras ms nuevas instaladas en Asia, Medio Oriente, Amrica del Sur y otras reas que

experimentan un acelerado aumento en la demanda de productos livianos. Por el contrario, la mayora de las

capacidades de refinacin en Europa y Japn se concentran en las refineras con esquema dehydroskimming y las de conversin.

En la siguiente se presenta un resumen de las caractersticas destacadas de los distintos tipos de refineras y

con sus patrones caractersticos de rendimiento en productos, en los que la calidad del crudo es constante

(los actuales patrones de rendimiento de las refineras pueden desviarse en forma significativa de estos

patrones, segn el petrleo para refinacin especfico y las caractersticas especficas de funcionamiento de


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las unidades de procesamiento de las refineras) pero la tabla sirve a los efectos de una comparacin de las

capacidades tpicas de cada clase de refinera.

En los Estados Unidos y en muchos otros pases, como Brasil, China, India y Mxico, las refineras de

conversin y de conversin profunda representan ms del 95% de la capacidad total de produccin de crudo;

todas las refineras nuevas que se construyen en estos pases son de conversin o de conversin profunda.

Refin eras en A rg entin a

Lu jn de Cuyo , pcia. de Men do za. YPF. 126.000 bpd en 2012. CONVERSION PROFUNDA

Campana, Pcia. de Bu enos A ires. Axio n Energy. 90.000 bpd en 2012. CONVERSION PROFUNDA

Dock Sud. Ciud ad de Bu enos A ires. SHELL/DAPSA. 110.000 bpd en 2012. CONVERSION PROFUNDA

La Pl ata. Pcia. de Buen os Aires. YPF. 198.000 bpd en 2012. CONVERSION PROFUNDA

Baha Bl anca, Pcia. de B ueno s A ires. Petro bras. 32.000 bpd en 2012. CONVERSION

San L oren zo. San Lo renzo, Pcia. de Santa Fe. Oil. 30.000 bpd en 2012. CONVERSIN

Camp o Du rn, Pcia. de Salta. REFINOR. 30.000 bp d en 2012. HYDROSK IMMING

Plaza Huin cu l, Pcia. de Neuqun. Petro lera A rgentin a. 26.000 bpd en 2012 HYDROSKIMMING


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FUNCIONAMIENTO DE LA REFINERA

Las transformaciones fsicas y qumicas que experimenta el crudo en una refinera ocurren a travs de varios

procesos especficos, cada uno de ellos llevados a cabo en una instalacin o unidad de proceso diferente.

Las grandes y modernas refineras incluyen cincuenta procesos especficos, que operan en una estrecha

interaccin.

DESTILACIN DEL CRUDO

Es el punto de partida de cualquier refinera, ms all de su tamao o configuracin total. Es una funcin

especfica que afecta a todos los procesos de refinacin, desde su origen. La destilacin del crudo separa los

diferentes componentes del petrleo crudo en un nmero de flujos de refinacin intermedios (conocidos como

cortes), que se caracterizan por sus puntos de ebullicin. Cada fraccin que resulta de la unidad de

destilacin del crudo se define mediante un punto de ebullicin nico (por ejemplo, 180-250 F, 250-350 F,

etc.) y est compuesta por cientos o miles de distintos compuestos de hidrocarburo, todos los cuales tienen

puntos de ebullicin dentro del rango de corte. Estas fracciones incluyen: gases livianos, naftas, destilados,

gas oil pesado y fuel oil. Cada una de estas fracciones pasa por un proceso de refinacin diferente para

continuar su procesamiento.

Las naftas por lo general se envan a las unidades de mejoramiento (para mejorar el octano, controlar el

azufre, etc.) y luego a la mezcla de combustibles. Los destilados, incluido el querosene, por lo general

atraviesan ms tratamientos y luego se incorporan al gas oil y diesel oil; el gas oil pesado pasa por las

unidades de conversin, donde se fraccionan en flujos ms livianos. Finalmente, el residuo (fuel oil residual)


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es dirigido a otras unidades de conversin (coque), o se mezcla con gas oil pesado para comercializarlo. Los

residuos tienen relativamente escaso valor econmico, en realidad un valor ms bajo que el petrleo crudo

del cual se extraen. Debido a que todo el petrleo crudo que se trata en las refineras atraviesa un proceso de

destilacin, la capacidad de refinacin se expresa normalmente en trminos de destilacin del petrleo crudo

segn la capacidad de produccin.

PROCESOS DE CONVERSIN

Provocan reacciones qumicas que rompen molculas de hidrocarburo de gran tamao y de alta ebullicin (de

escaso valor econmico), lo que da origen a molculas apropiadas ms pequeas y livianas, despus del

procesamiento, para mezclar con gasolina, gas oil, disel, materias primas de petroqumicos y otros

productos livianos de alto valor. Las unidades de conversin forman el ncleo central de las operaciones de

refinacin modernas debido a que permiten que las refineras alcancen altos rendimientos de produccin de

combustibles y otros productos livianos valiosos, brindan flexibilidad operativa para mantener la elaboracin

de productos livianos conforme a las fluctuaciones normales en la calidad del petrleo crudo y permiten el uso

econmico de los crudos sulfurosos pesados. Los procesos de conversin de mayor inters son el craqueo

cataltico fluidizado, el hidrocraqueo y la coquizacin. Cuanto ms pesado (ms denso) es el crudo, ms alta

es su proporcin de C/H. Del mismo modo, en un petrleo crudo en particular, cuanto ms pesada es la

fraccin (m s alto punto de ebullicin), ms alta es su proporcin de C/H. Este mismo fenmeno se aplica a

los productos refinados: Cuanto ms pesado es el producto, ms alta es su proporcin de C/H. En

consecuencia, las operaciones de refinacin deben, en conjunto, reducir la proporcin de C/H del petrleo

crudo y los flujos intermedios que procesan. Gran parte de esto (aunque no toda) recae sobre los procesos de

conversin. En trminos generales, la reduccin de la proporcin de C/H se puede lograr de alguna de estas

dos maneras: ya sea mediante el desecho del exceso de carbono (en la forma de coque de petrleo) o la

adicin de hidrgeno. El FCC y la coquizacin adoptan la primera opcin. El hidrocraqueo sigue la segunda

opcin.

La FCC ofrece altos rendimientos de gasolina y material destilado (en el rango de 60-75 vol% en la carga de

FCC), alta confiabilidad y bajos costos operativos y flexibilidad operativa para adaptarse a los cambios en la

calidad del petrleo crudo y los requisitos de los productos refinados. En sentido amplio, las refineras

orientadas a la produccin de combustibles para transporte, la unidad de FCC representa ms del 40% del

total de la produccin de gasolina y combustibles destilados (por ejemplo, disel) que elabora una refinera.

La proporcin de gasolina en destilados (G/D) en el proceso de FCC depende de las condiciones operativas

de la FCC y el catalizador. En las refineras de los Estados Unidos, la proporcin de G/D es ms alta en

verano que en invierno, lo que refleja los cambios que se producen en el patrn de demanda de combustible.En otros lugares, la proporcin de G/D tiende a ser ms baja que la que se registra en los Estados Unidos,

nuevamente, para dar respuesta a los patrones de demanda local.

La FCC tambin produce cantidades significativas de gases livianos (C1 a C4), incluidas las olefinas. Las

olefinas livianas son qumicos altamente reactivos y valiosos, ya sea como materias primas de petroqumicos

o como materia prima para los procesos de mejoramiento de las refineras (las cuales producen alto octanaje,

mezcla de componentes de gasolina con bajo contenido de azufre). Mediante una adecuada seleccin de


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catalizadores, las unidades FCC se pueden disear para maximizar la produccin de mezcla componentes de

gasolina (nafta de FCC), mezcla de componentes de destilados (light cycle oil) o materias primas de

petroqumicos.

El azufre es un contaminante para los catalizadores de FCC, es decir, el contacto con el azufre reduce la

efectividad de los catalizadores de FCC. Para corregir este problema, muchas refineras tienen unidades de

desulfuracin antes de la FFC que remueve la mayora del azufre de la alimentacin. Incluso si el sistema

cuenta con dichas unidades, el flujo de refinacin producido por la unidad de FCC an contiene algo del

azufre que se encontraba en la carga de FCC. En realidad, los productos del FCC no tratados (la nafta de

FCC y el light cycle oil) son las principales fuentes de azufre presentes en la gasolina y el combustible disel.

El hidrocraqueo ofrece altos rendimientos de productos livianos y una extensa flexibilidad operativa. El

rendimiento del producto a partir del hidrocraqueo depende del modo como est diseada y opera la unidad.

Desde un extremo operativo, un hidrocraqueador puede convertir esencialmente toda su carga en mezcla de

componentes de gasolina, con rendimientos de 100 vol% en la carga. De manera alternativa, un

hidrocraqueador puede producir gas oil y disel, con rendimientos combinados de 85% a 90 vol%, junto con

bajos volmenes de gasolina.


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El hidrocraqueo presenta una notable ventaja respecto del FCC. La entrada de hidrgeno al hidrocraqueador

no slo causa reacciones de craqueo, sino tambin otras reacciones que extraen los heterotomos, en

especial el azufre, de los flujos hidrocraqueados. Estas reacciones producen flujos hidrocraqueados con

contenido de azufre muy bajo y mejores propiedades.

En consecuencia, los flujos hidrocraqueados son componentes de mezcla particularmente tiles para la

produccin de ULSD. Los flujos hidrocraqueados no slo que casi no contienen azufre, sino que tambin

tienen un bajo contenido de aromticos. Los aromticos son hidrocarburos que tienen molculas en forma de

anillo, estn en el punto de ebullicin de destilados medios producen un deficiente funcionamiento del motor

(es decir, baja cantidad de cetano) y deficientes caractersticas de emisin en el combustible disel. Las

reacciones qumicas en el hidrocraqueo rompen los anillos aromticos y, de ese modo, producen una mezcla

de componentes de destilados especial, con un destacado funcionamiento y caractersticas de emisin.

El hidrocraqueo es ms efectivo que el FCC o la coquizacin en cuanto a la conversin del gas oil pesado y la

elaboracin de productos de bajo contenido de azufre. Sin embargo, la construccin y el funcionamiento de

los hidrocraqueadores son ms costosos, en gran medida debido a su consumo demasiado alto de

hidrgeno.

La coquizacin es el medio principal (aunque no el nico) de conversin del fuel oil residual, el fondo del

barril de crudo, en productos ms livianos y valiosos. Los productos craqueados a partir de la coquizacin

incluyen gases livianos (incluidas las olefinas livianas), nafta de baja calidad (nafta de coque) y flujos

destilados (gas oil de coque), los cuales deben continuar su procesamiento, y grandes volmenes de gas oil

pesado de coque y coque de petrleo ( 2530 % en la carga).

El gas oil pesado de coque se utiliza principalmente como carga de FCC adicional. Sin embargo, el gas oil

pesado de coque contiene altos niveles de azufre y otros contaminantes, los cuales disminuyen el valor de la

carga de FCC, en comparacin con el gas oil pesado de destilacin directa.

Segn el tipo de petrleo crudo, el coque de petrleo que se produce en el coquizador se puede vender para

varios fines de uso, por ejemplo, como combustible en refineras o plantas de energa externas, o

simplemente ser enterrado.

PROCESOS DE MEJORAMIENTO (UPGRADING)

Provocan reacciones qumicas que combinan o reestructuran las molculas en los flujos de bajo valor para

producir otros de mayor valor, principalmente una mezcla de componentes de gasolina con alto octanaje y

bajo contenido de azufre. Todos los procesos de mejoramiento de principal inters emplean catalizadores,incluyen molculas de hidrocarburo pequeas y se aplican a la produccin de gasolina. Entre los procesos de

mejoramiento, los ms importantes son el reforming, la alquilacin, la isomerizacin, la polimerizacin y la

esterificacin.


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Los reformadores catalticos realizan una serie de reacciones catalticas en estos flujos de nafta, que

aumentan significativamente el nivel de octano de los mismos (en algunos casos hasta alcanzar un

incremento de 50 octanos). El rendimiento del reformador (llamado reformado) est en que las reacciones

qumicas principales que se producen generan compuestos aromticos, que en el punto de ebullicin de la

gasolina tienen un nivel de octano muy alto y caractersticas que favorecen la produccin de gasolina.

El reformado cataltico es un proceso de refinacin fundamental. Es la principal fuente de refinacin para

elevar el ndice octano para gasolina; se puede producir reformado con un RON superior a 100. Es el nico

proceso de refinacin en el cual el octano es sujeto a control mediante la manipulacin de las condiciones

operativas. Los ajustes menores en las condiciones operativas permiten que los reformadores operen con

diferentes ndices, para producir octanos reformados en cualquierrango de RON entre 85 y 100.

Los reformadores tienen otra importante funcin de refinacin. Los compuestos aromticos tienen una

proporcin mayor de C/H que los compuestos de hidrocarburo de los cuales se producen, mediante el

reformado cataltico. En consecuencia, los reformadores elaboran hidrgeno, como un subproducto que se

consume en las refineras para hidrocraqueo e hidrotratamiento.

La alta concentracin de componentes aromticos en el reformado es la fuente principal de octanos. Estos

compuestos aromticos son tambin valiosos para las materias primas de petroqumicos. Por ende, muchas

refineras ubicadas cerca de centros petroqumicos disponen de procesos para extraer algunos de estos

aromticos para la venta como materias primas de petroqumicos. Los aromticos, en especial el benceno, se

consideran compuestos txicos, lo cual ha ocasionado presiones externas para generar octano incremental

de fuentes que tienen menor contenido aromtico.


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La alquilacin combina las olefinas livianas (principalmente olefinas C4 y algunas C3) con isobutano para

producir una mezcla de componentes de gasolina (alquilato) de alto octanaje (90-94 RON). Las olefinas

livianas y la mayora de los isobutanos provienen de la FCC de la refinera. Por ende, las unidades de

alquilacin se encuentran slo en las refineras que disponen de unidades de FCC.

Debido a la naturaleza del proceso de alquilacin, el alquilato no contiene aromticos ni azufre, lo cual lo

convierte en una mezcla de componentes de gasolina especial. Prcticamente todas las unidades de

alquilacin utilizan un fuerte catalizador cido lquido, ya sea cido fluorhdrico (HF) o cido sulfrico (H2SO4),

segn el proceso de que se trate. Ambos procesos requieren una operacin cuidadosa a causa de los

posibles riesgos ambientales y de salud pblica que representan estos cidos. Es necesario tener precaucin

con los centros de unidades de HF, principalmente debido a las posibles emisiones de vapor de HF, el cual es

altamente txico. Asimismo, se debe tener cuidado con los centros de unidades de H2SO4, sobre todo en el

manejo, almacenamiento y transporte de grandes volmenes de cido fuerte concentrado.

La isomerizacin reorganiza las molculas de parafina normal de bajo octanaje C5 y C6 presentes en la nafta

de destilacin directa liviana, para producir las correspondientes isoparafinas de alto octanaje C5 y C6, de

ese modo incrementar en forma significativa el octano que resulta del flujo de nafta (isomerado) para

convertirlo en una valiosa mezcla de componentes de gasolina. Como un beneficio adicional del proceso, la

isomerizacin elabora un producto que prcticamente no contiene azufre ni benceno. Por ende, algunas

refineras han agregado recientemente la capacidad de isomerizacin, como un medio para cumplir los

estrictos estndares del nuevo benceno en su produccin de gasolina.

La polimerizacin combina dos o tres molculas de olefina liviana (C3 o C4) para producir una mezcla de

componentes de gasolina de alto octanaje y olefnica (poligasolina). La polimerizacin es un proceso

relativamente econmico. Pero no se usa demasiado debido a que la poligasolina es una mezcla de

componentes de gasolina no muy deseada por que es altamente olefnica y las olefinas son inestables en la

gasolina (tienden a formar gomas cuando se almacenan).

La esterificacin combina olefinas C4 y/o C5 producidas por las plantas de FCC con alcohol comprado

(metanol y etanol) para producir ter (una clase de compuesto orgnico que contiene oxgeno). Los teres

son una mezcla de componentes de gasolina especial, con contenido de octano muy alto y otras propiedades

de mezcla deseables. El proceso de esterificacin ms comn combina metanol con isobutano (una olefina

C4) para producir ter butlico terciario metlico (MTBE, por sus siglas en ingls).Otros teres de uso comercial (aunque slo en pequeos volmenes) incluyen el ter butlico terciario etlico

(ETBE, por sus siglas en ingls) producido a partir de etanol e isobutano y el ter metlico terciario amlico

(TAME, por sus siglas en ingls), producido a partir de metanol e isoamileno (una olefina C5). Los teres son

producidos tanto en unidades de refinacin (las cuales tienden a ser pequeas) como en plantas mercantes

dedicadas (las cuales tienden a ser ms grandes).


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PROCESOS DE TRATAMIENTO

Provocan reacciones qumicas que extraen los heterotomos (por ejemplo, azufre, nitrgeno, metales

pesados) y/o ciertos compuestos especficos de las fracciones de petrleo crudo y los f lujos de refinacin,

para diferentes fines. Los fines ms importantes son:

1.- Cumplir las especificaciones del producto refinado (por ejemplo, el contenido de azufre en la gasolina y el

gas oil, el contenido de benceno en la gasolina, etc.)

2.- Proteger los catalizadores que se usan en los diferentes procesos de refinacin de la desactivacin

(contaminacin) ocasionada por el contacto prolongado con heterotomos.

Los hidrotratadores extraen los heterotomos ocasionando una reaccin de los flujos de refinacin que

contienen heterotomos con hidrgeno en presencia de un catalizador. El hidrgeno se combina con los

heterotomos para formar molculas distintas de los hidrocarburos que se separan fcilmente de los flujos de

refinacin. El hidrotratamiento tiene diversas formas y grados de severidad. Como consecuencia de ello, se lo

designa con diferentes trminos en la industria de la refinacin y en la bibliografa relacionada. El

hidrotratamiento destinado a eliminar el azufre se define usualmente como hidrodesulfuracin (HDS) mientras

que el proceso por el cual se elimina el nitrgeno se denomina hidrodenitrificacin, y as sucesivamente. El

hidrotratamiento se realiza a altos ndices (es decir, alta temperatura, presin y concentracin de hidrgeno),

y a menudo implica tambin algn hidrocraqueo incidental. El hidrotratamiento profundo de este tipo se

denomina hidrorefinacin y el hidrotratamiento leve con frecuencia se denomina hidroacabado.

La mayora de las refineras que elaboran productos livianos tienen muchas unidades de hidrotratamiento.

stas operan en diferentes fracciones de petrleo crudo, flujos de refinera intermedios, materias primas y

componentes de mezcla, que varan de las naftas livianas al crudo pesado, y cumplen diferentes propsitos.

Por ejemplo:

1.- Todos los reformadores catalticos tienen hidrotratadores de nafta que reducen el contenido de azufre de

la carga del reformador a < 1 ppm, para proteger el catalizador reformador. Algunos reformadores tambin

tienen hidrotratadores posteriores (unidades de saturacin del benceno) para extraer el benceno del

reformado.

2.- Muchas unidades de FCC, en especial en las refineras que consumen crudos sulfurosos para refinacin

de productos con bajo contenido de azufre, tienen hidrotratadores en la carga de la FCC. Estos

hidrotratadores reducen las emisiones de xidos de azufre de la FCC, protegen el catalizador de lacontaminacin por nitrgeno y metales, mejoran los rendimientos del craqueo y reducen el contenido de

azufre de los productos obtenidos en el proceso. Casi todas las unidades de FCC de las refineras que

producen gasolina con bajo contenido de azufre tienen hidrotratadores posteriores para extraer el mayor

contenido de azufre de la nafta de FCC.

3.- Los hidrotratadores de destilados eliminan el azufre de las mezclas de componentes de combustible

destilado individual o las mezclas de las mismas, como as tambin otros flujos de refinacin, para cumplir


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con las especificaciones sobre el contenido de azufre final en los productos terminados (y, en algunos casos,

tambin con las especificaciones de aromticos y del nmero de cetanos).

PROCESOS DE SEPARACION

Prcticamente todas los flujos de refinacin son mezclas de compuestos de hidrocarburos. Los procesos de

separacin utilizan las diferencias en las propiedades fsicas y qumicas de estos compuestos para separar

un flujo de refinacin en dos o ms flujos nuevos. La destilacin o fraccionamiento, es el proceso de

separacin ms comun, utilizan las diferencias en las temperaturas en las cuales se alcanzan los puntos de

ebullicin para producir como efecto la separacin en mezclas relativamente ms livianas (menos ebullicin) y

pesadas (mayor ebullicin).

La destilacin emplea tecnologas reconocidas y es, sin lugar a dudas, el proceso de refinacin ms usado.

Las unidades de destilacin (fraccionadores) estn presentes en todas las refineras. Las unidades de

destilacin requieren entradas significativas de energa trmica para hervir los componentes ms voltiles de

la mezcla que se est separando. Como consecuencia, las unidades de destilacin de una refinera, incluida

la destilacin del crudo, de manera colectiva representan una fraccin significativa del total de uso de energa

de la refinera.

La extraccin, otro proceso de separacin comn, utiliza las diferencias en la solubilidad relativa de diferentes

compuestos en un solvente lquido para extraer los compuestos especficos de las mezclas de hidrocarburos.

La aplicacin de refinacin de extraccin ms comn es la extraccin de aromticos, mediante la cual se

extraen en forma selectiva ciertos compuestos aromticos de los flujos reformados altamente aromticos que

se producen mediante el reformado cataltico. Los aromticos que se extraen (benceno, tolueno y xileno) son

principalmente materias primas de petroqumicos.

PRODUCTOS DE PRIMERA DESTILA CIN CRACKEADOS Y REFORMADOS

Los productos de la primera destilacin son llamados STRAIGHT RUN PRODUCTS, de acuerdo a su punto

de ebullicin son los siguientes:

GASES PTO EB DEBAJO DE 0C C1 A C4

NAPHTHA / GASOLINE PTO EB ENTRE 20 Y 200 C C4 A C12

KEROSENE PTO EB ENTRE 180 Y 275C C9 A C16

GAS OIL PTO EB ENTRE 200 Y 400C C15 A C25FUEL OIL PTO EB POR ENCIMA 350C C20 EN ADELANTE

Los gases se dividen en los que la refinera usar como combustible: metano y etano (los excedentes que

produce se queman en los llamados fosforos) y los que usar para comercializar y para procesos adicionales

de refinacin: propano y butano.


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La Naphtha liviana (LSR) es usada para ser blendeada en gasolinas, o bien procesada en la unidad de

isomerizacin para mejorar su RON.

Las Naphtha pesada (NSR) es usada para ser procesada en la unidad de reforming y as obtener reformado

de alto octano.

El Kerosene es usado mayormente como combustible para turbinas de avin.

El Gas Oil Liviano se usa como combustible para motores de combustin interna, desde autos hasta motores

marinos, adecuando sus caractersticas al motor donde ser usado.

El Gas Oil Pesado as como el Gas Oil de Vaco (VGO) se usan para ser procesados en la FCC y el

hydrocracker, para la produccin de gasolinas, jet y gas oil de uso en motores de combustin interna.

El Fuel Oil o residuo en el caso del residuo de la unidad atmosfrica se usa combustible pesado o bien

reprocesado, el residuo de la unidad de vaco va a reprocesado en unidades de reduccin de viscosidad,

planta de coque o para produccin de asfaltos.

Los productos craqueados y reformados son los obtenidos de las distintas unidades de conversin presentes

en las refineras (FCC, Hydrocracking, planta de coque).

BLENDING DE PRODUCTOS

La mezcla de productos, es la operacin en el proceso final de cada refinera, a pesar del tamao o la

configuracin total, consiste en la

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