Expo Refinacion d Petroleo 07

Objetivoy Conocer el proceso de refinacin del petrleo.

INTRODUCCIN

Proviene del Latn, y significa ACEITE DE PIEDRA Es la fuente natural ms abundante de hidrocarburos. Antes de la refinacin, es un lquido viscoso, caf oscuro y se le suele llamar aceite crudo

INTRODUCCIN

Origen Del Petrleo La

teora orgnica es la actualmente aceptada. Supone que el petrleo se ha originado por una lentsima transformacin de restos vegetales (algas) y animales (peces) que, junto con el plancton, se ha depositado en el fondo de los lagos, mares, etc. Estos restos orgnicos, por procesos de descomposicin y fermentacin anaerbica, dieron origen al petrleo.

INTRODUCCIN Tan slo en Mxico, pas al que la naturaleza dot de una enorme riqueza petrolfera, el 95% de la energa que consumimos diariamente proviene o est relacionada con el uso del petrleo.

INTRODUCCIN

Composicin Elemental La

composicin elemental del petrleo generalmente esta comprendida entre los siguientes rangos porcentuales.

ELEMENTOS Car Hi r z fre Nitr e e

ORCENTAJE 84 - 87 11 - 14 0-2 0,2

INTRODUCCIN

Caractersticas Del Petrleo Es un lquido de color oscuro, fluorescente con

reflejos verdes o verde azulado. Su densidad vara entre .615 hasta .99 g/cm3 Insoluble en agua y soluble en ter, benceno, cloroformo, etc. Viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo.

INTRODUCCIN

Tipos de PetrleosPetrleos livianos (parafnicos) Muy fluidos Menos pesados que el agua Fciles de evaporar Incoloros Dejan como residuos asfaltoPetrleos pesados (alflticos) Viscosos

Espesos Fciles de solidificar

INTRODUCCIN

Extraccin El petrleo se extrae mediante la perforacin de un

pozo sobre el yacimiento. Si la presin de los fluidos es suficiente, forzar la salida natural del petrleo a travs del pozo que se conecta mediante una red de oleoductos hacia su tratamiento primario, donde se deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos ms voltiles

INTRODUCCIN

Extraccin Durante la vida del yacimiento, la presin

descender y ser necesario usar otras tcnicas para la extraccin del petrleo. Esas tcnicas incluyen la extraccin mediante bombas, la inyeccin de agua o la inyeccin de gas, entre otras.

INTRODUCCIN

Extraccin

INTRODUCCIN

Extraccin Si la extraccin contina al mismo ritmo que en el

2 2, salvo que se encontrasen nuevos yacimientos, las reservas mundiales duraran aproximadamente 2 aos. Se calcula que quedan millones de toneladas. unas 1 3.

ANTECEDENTES El petrleo es un recurso natural no renovable del cual el hombre, sobre todo en este siglo, ha obtenido un enorme provecho. Una buena parte de la energa motriz disponible en este planeta proviene del petrleo y sus derivados. Tan slo en Mxico, pas al que la naturaleza dot de una enorme riqueza petrolfera, el 95% de la energa que consumimos diariamente proviene o est relacionada con el uso del petrleo. De los productos derivados del petrleo tambin se obtienen un sinnmero de materias primas y substancias diversas que son de usos variados. Las cuales se extraen de los productos de la destilacin del petrleo crudo por medio de procesos qumicos muy elaborados, denominados qumica del petrleo o petroqumica.

ANTECEDENTES EL PETRLEO se conoce desde la prehistoria. La

Biblia lo menciona como betn, o como asfalto. Por ejemplo vemos que en el Gnesis, (captulo 11 versculo 3), se dice que el asfalto se us para pegar los ladrillos de la torre de Babel; asimismo el Gnesis, (captulo versculo 1 ), nos describe cmo los reyes de Sodoma y Gomorra fueron derrotados al caer en pozos de asfalto en el valle de Siddim. Tambin los indgenas de la poca precolombina en Amrica conocan y usaban el petrleo, que les serva de impermeabilizante para embarcaciones. Durante varios siglos los chinos utilizaron el gas del petrleo para la coccin de alimentos.

ANTECEDENTES Sin embargo, antes de la segunda mitad del siglo XVIII

las aplicaciones que se le daban al petrleo eran muy pocas. Fue el coronel Edwin L. Drake quien perfor el primer pozo petrolero del mundo en 1 59, en Estados Unidos, logrando extraer petrleo de una profundidad de 21 metros. Tambin Drake ayud a crear un mercado para el petrleo al lograr separar el keroseno del mismo. Este producto sustituy al aceite de ballena empleado en aquella poca como combustible en las lmparas, cuyo consumo estaba provocando la desaparicin de estos animales.

ANTECEDENTES

Lmpara de keroseno

ANTECEDENTES Pero no fue sino hasta 1 95, con la aparicin de los

primeros automviles, que se necesit la gasolina, ese nuevo combustible que en los aos posteriores se consumira en grandes cantidades. En vsperas de la primera Guerra Mundial, antes de 191 , ya existan en el mundo ms de un milln de vehculos que usaban gasolina. La verdadera proliferacin de automviles se inici cuando enry Ford lanz en 1922 su modelo "T". Ese ao haba 1 millones de automviles; para 193 el nmero subi a millones, en 1956 a 1 millones, y a ms de 17 millones para 196 . Actualmente es muy difcil estimar con exactitud cuntos cientos de millones de vehculos de gasolina existen en el mundo.

ANTECEDENTES

Primeros Automviles

ANTECEDENTES Posteriormente se desarrollaron los motores de

turbina (jets) empleados hoy en los aviones comerciales, civiles y militares. Estos motores usan el mismo combustible de las lmparas del siglo pasado, pero con bajo contenido de azufre y baja temperatura de congelacin, que se llama turbosina. Desde luego, cuando se introdujeron los aviones de turbina, el uso del keroseno como combustible de lmparas era casi nulo, debido al descubrimiento de la electricidad, de tal manera que en 196 cerca del % del consumo total de sta era para hacer turbosina.

ANTECEDENTES

Avi

c

t r et r i a

ANTECEDENTES Otra fraccin del petrleo crudo que sirve como energtico es la de los gasleos, que antes de 191 formaba parte de los aceites pesados que constituan los desperdicios de las refineras. El consumo de los gasleos como combustible se inici en 191 cuando el almirante Fisher de la flota britnica orden que se sustituyera el carbn por el gasleo en todos sus barcos. El mejor argumento para tomar tal decisin lo constituy la superioridad calorfica de ste con relacin al carbn mineral, ya que el gasleo genera caloras/kg., mientras que un aproximadamente 1 5 buen carbn slo proporciona 7 caloras/kg. Es de todos conocido que los motores de gasolina slo aprovechan del 22 al 2 % de la energa consumida, mientras que en los motores diesel este aprovechamiento es del 35%.

ANTECEDENTES

Motor Diesel

ANTECEDENTES

Consumo de combustible en Mxico durante 1985.

ANTECEDENTES

Refinacin en Mxico 1

-19 -En Mxico se construye la primera refinera en el puerto de Veracruz llamada el guila con una capacidad de proceso de 5 barriles diarios (bd). Se autoriza la construccin de una refinera en rbol Grande, Tamaulipas con capacidad para procesar 2, bd de petrleo crudo importado de los Estados Unidos. 19 1-191 - Se construye en bano, San Luis Potos una refinera dedicada a la produccin de asfalto con capacidad de 2, bd. 1911-192 - Se inaugura una refinera en el margen izquierdo del Ro Pnuco, llamada Doa Cecilia , y posteriormente Ciudad Madero con una produccin de 2 mil barriles diarios (mbd). Se construye en Mata Redonda, Veracruz una refinera con capacidad de 75 mbd. Se construye una planta de destilacin primaria, en la Barra de Tuxpan, Veracruz, con capacidad para 2 mbd. Comienza la construccin de cuatro plantas refinadoras en Puerto Lobos, localizado en la laguna de Taniahua en Veracruz. Entra en operaciones la refinera La Atlntica con capacidad de 2 mbd Se autoriza la construccin de una refinera en Pueblo Viejo, Ozuluama, Veracruz con capacidad de 1 mbd.

ANTECEDENTES

Refinacin en Mxico 1921-193 - Se ampla la capacidad de la planta de destilacin primaria de Barra de Tuxpan

Veracruz a 3 mbd. Se ampla la Planta "Doa Cecilia" (despus Ciudad Madero) para alcanzar una capacidad de 75 mbd. Se alcanza la produccin de crudo de 193 millones de barriles al ao (53 , bd). La crisis en la produccin del crudo obliga al cierre y desmantelamiento de las plantas. 1931-19 - Se inaugura el oleoducto Tampico-Azcapotzalco de 5 km. Se inaugura una refinera Azcapotzalco con una capacidad de 7.5 mbd Al realizarse la expropiacin petrolera el 1 de marzo de 193 se tenan las refineras de Minatitln, Ver.; Madero, Tamaulipas; Azcapotzalco, D.F.; Arbol Grande, Mata Redonda y bd. Bellavista en Tampico, Tamaulipas con capacidad para procesar 1 2, El 7 de junio de 193 se expide el Decreto de Expropiacin que funda a Petrleos Mexicanos. 19 1-195 - Entra en operacin la refinera de Poza Rica con capacidad de 5, barriles diarios (bd). El 2 de noviembre de 19 6 se inaugura la refinera "1 de Marzo" en Azcapotzalco, D.F., con capacidad de 5 , bd. El 3 de julio de 195 se inaugura la Refinera "Ing. Antonio M. Amor" en Salamanca, bd. Guanajuato, con capacidad de 3 , El 26 de diciembre de 195 entra en operacin la refinera de Reynosa con capacidad para mbd.

ANTECEDENTES

Refinacin en Mxico

1951-196 El 23 de julio de 1955 se inauguran 7 plantas de destilacin en Azcapotzalco y se llega a una

capacidad de 1 mbd. El 22 de febrero de 1956 se inaugura la nueva Refinera "Gral. Lzaro Crdenas del Ro" en Minatitln, Ver., con capacidad de 5 , bd que incluye la primera planta de desintegracin cataltica en Mxico. El 3 de marzo de 195 comienza a operar el conjunto de instalaciones de Cd. Pemex en el Estado de Tabasco. Se construye el poliducto Madero-Monterrey Inician en la Refinera "Francisco I. Madero" en Tampico, Tamaulipas, las operaciones con plantas nuevas, estableciendo su capacidad de proceso de crudo en 125 mbd. Se concluye el poliducto Monterrey-Gmez Palacio de 3 5 km. 1961-197 - Se inaugura la planta de absorcin de Cd. Pemex, Tabasco con capacidad de procesamiento de 3 millones de pies cbicos diarios de gas. 1971-19 - El 1 de marzo de 1976 se inaugura la Refinera "Miguel idalgo" construida en terrenos de los municipios de Tula y Atitalaquia en el Estado de idalgo, con capacidad para procesar 15 mbd. Se amplan las Refineras de Azcapotzalco, Madero, Minatitln y Poza Rica a 1 5 mbd, 1 5 mbd, 27 mbd (incluye la fraccionadora de gasolina) y 3 mbd respectivamente. Se terminaron y pusieron en operacin siete plantas de la Refinera "Miguel idalgo" en Tula, go., con capacidad combinada de 15 , bd. El 1 de marzo de 1979 se inaugura la Refinera "Ing. ctor R. Lara Sosa" en Cadereyta, uevo Len con una capacidad de 1 mbd. Se 2 de agosto de 1979 se inaugura la Refinera "Ing. Antonio Doval Jaime" en Salina Cruz, Oax. con una capacidad de 165 mbd. En 19 al entrar en operacin la planta Combinada o. 2, de 135 mbd en la refinera de Cadereyta, nuestro pas se coloca en el undcimo lugar como refinador, con una capacidad de proceso de 1, 76mbd de petrleo crudo y lquidos procedentes del gas.

ANTECEDENTES

Refinacin en Mxico 19 1-199 - El 29 de abril de 19 1 se inaugura el Complejo Petroqumico "La Cangrejera" con

capacidad para procesar 113 mbd de crudo y lquidos. Entran en operacin las ampliaciones de la Refinera de Poza Rica, la cual llega a una capacidad de 72 mbd y la refinera de Salamanca, con una capacidad de 235 mbd. Entra en operacin la ampliacin de la Refinera "Francisco I. Madero", la cual llega a una capacidad de 196 mbd. Entra en operacin la ampliacin de la Refinera "Miguel idalgo" en Tula, go., con la Planta Primaria o. 2 de 165 mbd, para llegar a 32 mbd de capacidad. Se ampla la Refinera "Ing. Antonio Doval Jaime" en Salina Cruz, Oax. al entrar en operacin la Planta Primaria o. 2 con capacidad para procesar 165 mbd. Se llega a la ms alta capacidad de destilacin atmosfrica en el Sistema acional de Refinacin de 1,679 mbd. 1991-2 - El 16 de julio de 1992 se crea Pemex Refinacin como empresa subsidiaria de Petrleos Mexicanos. De 1993 a 1997 se contempl la construccin de varias plantas dentro del paquete ecolgico, con el fin de mejorar la calidad de las gasolinas, diesel y combustleo. Iniciaron operaciones las Plantas Catalticas m. 2 y reductora de viscosidad en Salina Cruz, Oax En 1997 se inician los programas de reconfiguracin del Sistema acional de Refinacin En 1999 se tienen 6 refineras con capacidad de proceso de 1,525 mbd. Inicio de Operaciones del Proyecto Cadereyta .

ANTECEDENTES

CMO SE FORM EL PETRLEO?y Existen varias teoras sobre la formacin del petrleo. Sin embargo, la

ms aceptada es la teora orgnica que supone que se origin por la descomposicin de los restos de animales y algas microscpicas acumuladas en el fondo de las lagunas y en el curso inferior de los ros. y Esta materia orgnica se cubri paulatinamente con capas cada vez ms gruesas de sedimentos, al abrigo de las cuales, en determinadas condiciones de presin, temperatura y tiempo, se transform lentamente en hidrocarburos (compuestos formados de carbn e hidrgeno), con pequeas cantidades de azufre, oxgeno, nitrgeno, y trazas de metales como fierro, cromo, nquel y vanadio, cuya mezcla constituye el petrleo crudo. y Estas conclusiones se fundamentan en la localizacin de los mantos petroleros, ya que todos se encuentran en terrenos sedimentarios. Adems los compuestos que forman los elementos antes mencionados son caractersticos de los organismos vivientes.

ANTECEDENTES

Proceso De Refinacin Del Petrleo

Refinacin del petrleoLa industria del petrleo es la ms grande y la que ms se puede extenderse a las industrias qumicas de proceso. El impacto que tiene en la economa y en la vida, no solamente nacional sino mundial, es tremenda. Una refinera es una planta de manufactura de productos qumicos y combustibles. La materia prima es petrleo crudo y los productos finales son gasolina, querosina, nafta, combustleos, lubricantes, asfalto, azufre, gas y otros productos tiles para el hombre derivados del petrleo.


Refinacin del petrleo


Operaciones De Una Refineray La refinera convierte el petrleo crudo y produce una variedad de derivados a travs de una serie compleja de reacciones qumicas y de fsicos que se pueden englobar bsicamente en las seis siguientes operaciones principales: 1. 2. 3. . 5. 6.

Fraccionar Desintegrar Rearreglar Combinar Tratar Mezclar


Operaciones De Una RefineraFraccionar: Separa una mezcla de hidrocarburos lquidos en diversos grupos especficos que incluyen a la gasolina, el diesel, los combustibles y otras sustancias ms ligeras. 2. Desintegrar: Rompe los hidrocarburos grandes, convirtindolos en compuestos ms pequeos y de mayor utilidad. La desintegracin puede llevarse a cabo trmica o catalticamente. 3. Rearreglar: Con altas temperaturas y con catalizadores rearregla la estructura qumica de los hidrocarburos del petrleo. Algunos hidrocarburos de cadena lineal son transformados en hidrocarburos cclicos o de cadena circular; del mismo modo los hidrocarburos cclicos son transformados.1.


Operaciones De Una Refineraace reaccionar dos o ms hidrocarburos o no hidrocarburos, tales como el azufre o el hidrgeno, para obtener otros productos que son considerados como mejorados. 5. Tratar: Convierte materiales contaminantes a una forma tal que pueden ser desechados al medio ambiente sin causar problemas ecolgicos. 6. Mezclar: Combina diferentes lquidos para producir los materiales finales con ciertas propiedades deseadas4. Combinar:


Subdivisin De Una Refinera Una refinera tpica podra ser subdividida en doce

procesos o unidades, aunque en ocasiones podr contar con ms, dependiendo de si se integran los procesos que elaboran compuestos oxigenados. Mencionaremos brevemente la relacin operacional que tienen estos procesos, as como la funcin principal que cumplen, los flujos que manejan y los productos elaborados en cada uno de ellos


Subdivisin De Una Refinera1. 2. 3. . 5. 6. 7.

Destilacin primaria de crudo. Destilacin al vaco. idrodesulfuracin. Reformacin. Isomerizacin. Desintegracin cataltica. Alquilacin.

. Polimerizacin. 9. Coquizacin. 1 . Recuperacin de azufre. 11. Mezclado de gasolina. 12. Unidad de servicios

auxiliares.


Subdivisin De Una Refinera1.- Destilacin primaria de crudo. Este proceso inicia la refinacinFigura. Destilacin Primaria

del petrleo y su funcin es separar los diferentes componentes del crudo en una torre de destilacin. Productos del proceso: gas combustible, gasolina de destilacin directa, naftas ligera y pesada, combustleos y crudo reducido.


Subdivisin De Una Refinera2.- Destilacin al Vacio En este proceso se alimenta el crudo reducido de la destilacin primaria y su funcin es la de separar an ms esta fraccin realizando una destilacin al vaco. Productos obtenidos: gasleos ligeros y pesados, aceites lubricantes, asfalto o combustleo pesado y la alimentacin del coquizador.Diagrama Proceso de Destilacin al Vacio


Subdivisin De Una Refinera3.- HidrodesulfuracinSe purifica la corriente alimentada eliminndole bsicamente los compuestos de azufre; tambin se eliminan el nitrgeno, oxgeno y metales pesados. Todo esto es con objeto de proteger los catalizadores empleados en otros procesos de la refinera. Flujos de entrada: Hidrocarburos seleccionados de la destilacin primaria con hidrgeno convirtiendo los compuestos de azufre en sulfuro de hidrgeno el cual se elimina en forma gaseosa. Productos del proceso: gasolina desulfurizada, naftas ligera y pesada desulfurizada, o combustleos desulfurizados o combustleos catalticos desulfurizados.


Diagrama Proceso Hidrodesulfuracin


Subdivisin De Una Refinera4.- Reformacin La nafta desulfurizada se bombea a este proceso, el cual cumple la funcin de rearreglar los hidrocarburos por medio de desintegracin en catalizadores de platinoaluminio y bimetlicos para producir gasolina de alto octano. Productos de la unidad: gasolina reformada de alto octano, hidrgeno, gas combustible y residuos ligeros como los propanos C3 s y butanos C4 s.


Diagrama Proceso de Reformacin


Subdivisin De Una Refinera5.- Isomerizacin En este proceso se emplea como materia prima la gasolina producto de la destilacin primaria y desulfurizada por la hidrodesulfurizacin. En este proceso tambin son rearreglados o reacomodados los hidrocarburos de la gasolina, en presencia de un catalizador de platino o de cloruro de aluminio. Producto: La gasolina de alto octano y gas combustible.


Diagrama Proceso de Isomerizacin


Subdivisin De Una Refinera6.- Desintegracin cataltica


Diagrama Proceso de Desintegracin Cataltica


Subdivisin De Una Refinera7.- Alquilacin


Diagrama Proceso de Alquilacin


Subdivisin De Una Refinera8.- Polimerizacin


Diagrama Proceso de Polimerizacin


Subdivisin De Una Refinera9.- Coquizacin Los residuos de la destilacin al vaco son desintegrados trmicamente para convertirlos en combustibles ligeros y en coque. Productos en este proceso son: gas combustible, nafta, gasleos ligeros y pesados y coque


Diagrama Proceso de Coquizacin


Subdivisin De Una Refinera10.- Recuperacin de azufre


Diagrama Proceso de Recuperacin de azufre


Subdivisin De Una Refinera11.- Mezclado de gasolina


Diagrama Proceso de Mezclado de Gasolina


Subdivisin De Una Refinera12.- Unidad de servicios auxiliares En esta unidad se da un soporte tcnico a los otros once procesos suministrndoles vapor de agua de alta, media y baja presin, electricidad, aire comprimido y agua de enfriamiento. En algunas refineras se utiliza parte del vapor para producir electricidad y en otras la electricidad se compra y se utiliza totalmente el vapor generado en una caldera para los procesos. El calor necesario para la produccin del vapor proviene del quemado de combustibles y derivados del petrleo de bajo valor comercial provenientes de los diferentes procesos


Diagrama Proceso de Unidad de servicios auxiliares


Proceso de Destilacin del Petrleo





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