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Refinación

La refinación es un conjunto de procesos físicos y químicos mediante los cuales se separan y luego se transforman los distintos componentes que conforman el petróleo crudo. Para desarrollar este proceso, las refinerías de ENAP, Aconcagua, Bío Bío y Gregorio, cuentan con una serie de plantas que intervienen en él.

Las unidades de una refinería son:

 

TOPPING (FRACCIONAMIENTO PRIMARIO)

El crudo libre de agua y otras impurezas entra a la refinería para comenzar el proceso de fraccionamiento primario. Este consiste en la primera separación por calentamiento a 370º C de los hidrocarburos constituyentes del petróleo, que luego son separados en una columna de destilación denominada Topping. Los componentes más livianos o volátiles se separan a menor temperatura y salen por la parte superior de la columna de destilación, en tanto que los productos más pesados se obtienen en las zonas inferiores de ésta. El orden de salida de los productos de acuerdo a su volatilidad es el siguiente: gas licuado, gasolinas, nafta, kerosene, diesel, gas oil y crudo reducido.

El gas oil alimenta las unidades de Cracking Catalítico e Hidrocracking. El producto de fondo o crudo reducido es enviado a las plantas de vacío.

Las unidades de Topping y Vacío operan integradas para maximizar el intercambio térmico, reduciendo así el consumo energético y de refrigeración.

 

PLANTAS DE VACÍO (FRACCIONAMIENTO AL VACÍO)

Su función es preparar una carga de alimentación adecuada para las unidades de Cracking catalítico e Hidrocracking, mediante el fraccionamiento del crudo reducido en vacío para evitar la coquificación de estos productos.

El crudo reducido proveniente de las plantas de Topping es fraccionado en gas oil y pitch en columnas de destilación de baja presión. El gas oil es enviado a procesos de transformación posteriores en las plantas de Cracking Catalítico e Hidrocracking. Parte del pitch se envía a las plantas de Visbreaker o Viscorreducción para obtener fuel oil y otra parte del pitch se envía a las plantas de Coquización Retardada donde es transformado en diesel y gasolina y el restante corresponde a pitch asfáltico que se utiliza para la preparación de asfaltos empleados en la pavimentación de caminos y carreteras.

 

PLANTA DE ETILENO (REFINERÍA BÍO-BÍO)

Parte de la nafta que proviene de Topping es procesada en esta planta para producir gases livianos, gas licuado de petróleo, etileno, propileno y gasolina de alto octanaje. El etileno es enviado por gasoducto hacia la planta de PetroDow, donde se polimeriza en polietileno de baja densidad. La gasolina que se produce en esta unidad se emplea en la preparación de gasolinas especiales de 93 y 97 octano. El propileno es enviado hacia la planta Petroquim donde se polimeriza en polipropileno.

 

REFORMACIÓN CATALÍTICA

En esta planta se produce gasolina de 97 octano, gas licuado y gases livianos a partir de la nafta proveniente de las columnas de Topping. Esta unidad es una de las principales productoras de hidrógeno, elemento que es usado como materia prima en los procesos de obtención de productos de bajo contenido de azufre.

 

PLANTA DE RECUPERACIÓN DE LIVIANOS Y TRATAMIENTO

Está diseñada para recuperar el propano y butano de diferentes secciones de la refinería. Los productos de esta planta son gasolina estabilizada de cracking, propano, butano y gas de refinería que se quema en los hornos.

 

PLANTA DE ALQUILACIÓN (REFINERÍA ACONCAGUA)

En técnica petrolera, alquilación es la combinación química entre una isoparafina (isobutano) y una olefina (butileno) para formar hidrocarburos isómeros (isooctano) que destilan en el rango de la gasolina que, por su alto número de octano, sirve para preparar gasolina de aviación.

 

PLANTA DE ACIDO (REFINERÍA ACONCAGUA)

Unidad cuya función es regenerar el catalizador ácido sulfúrico (H2S04) utilizado en el proceso de la Planta de Alquilación, de tal manera que pueda ser reutilizado.

 

UNIDAD PRODUCTORA DE DIESEL

Esta unidad consiste en una planta de hidrocraqueo moderado de gas oil de vacío, un producto intermedio del proceso de refinación, que permite obtener diesel de bajo contenido de azufre. El equipo más importante de la unidad es el reactor, donde la carga de gas oil, previamente calentada a alta temperatura y en presencia de catalizador, experimenta una combinación de reacciones de craqueo e hidrogenación. Los productos de la reacción son separados en una torre de fraccionamiento, enfriados y enviados a estanques de almacenamiento como diesel de bajo azufre.

 

UNIDAD RECUPERADORA DE AZUFRE

La Unidad Recuperadora de Azufre funciona a base de la llamada "Reacción de Claus", gracias a la cual, una mezcla de gases azufrados en proporciones determinadas reacciona térmicamente a 1300 ºC y catalíticamente

a una temperatura menor para producir azufre gaseoso. Este se licúa al enfriarse en dos calderas que producen, con la energía recuperada, vapor útil para la Refinería.

El producto obtenido, de gran pureza, se carga en forma líquida a 130º C, mediante un brazo instalado en una isla de carguío especial en camiones estanques, para ser transportado a las instalaciones de las empresas comercializadoras.

 

UNIDAD DE ISOMERIZACIÓN

Esta unidad incrementa el octanaje de las gasolinas de topping, permitiendo aumentar la producción de las gasolinas de alto octanaje.

 

HIDROCRACKING

El gas oil proveniente de todas las unidades también puede ser enviado a la unidad de hidrocracking, donde se producen: gases (Fuel Gas), nafta de hidrocracking, diesel de alta calidad y muy bajo azufre y un gas oil no convertido, ya que la conversión que se logra en esta unidad no es completa.

En esta planta se transforma el resto del gas oil de vacío, principalmente en diesel y en menor cantidad en kerosene, nafta y gases livianos. Este proceso consiste en la reacción del gas oil con hidrógeno proveniente de la Planta de Hidrógeno. El diesel que se obtiene en este proceso es de excelente calidad pues contiene un nivel muy bajo de azufre. El proceso de hidrocracking también puede producir kerosene de aviación.

 

VISBREAKER

En esta planta se reduce la viscosidad del pitch proveniente de la Unidad de Vacío para producir fuel oil. Además, en esta unidad se obtiene una pequeña cantidad de gases livianos, gasolina y diesel.

 

CRACKING CATALÍTICO

Esta planta recibe una parte del gas oil de las columnas de vacío para transformarlo en gasolina base para la preparación de gasolina de 93 octanos. También en esta planta se obtienen gases livianos que se usan como combustible en el proceso de refinación, gas licuado, propileno, diesel y algo de fuel oil. Una planta de cracking catalítico tiene dos secciones: el convertidor y el fraccionador.

El convertidor a su vez tiene dos recipientes que pueden ser superpuestos o colocados uno al lado del otro. Estos son el reactor y el regenerador. Ambos equipos están interconectados y operan en conjunto.

 

COQUIZACIÓN RETARDADA

El pitch de vacío también puede ser enviado a una planta de coquización retardada o Coker, donde se convierte en gases (Fuel Gas), nafta de Coker, diesel de Coker, gas oil pesado de Coker y coque de petróleo. La coquización retardada es un proceso de cracking térmico donde el calor necesario para las reacciones de coquización es proporcionado por un horno. A la salida del horno hay dos cámaras o tambores de gran tamaño y altura (8-9 metros de diámetro por 25-30 metros de altura), donde en uno de ellos se deja reaccionar el producto por 24 horas para su coquización. El otro tambor está aislado del proceso para ser descargado de su carga de coque, utilizando herramientas de corte con agua. El tambor, una vez despojado del coque, vuelve a la línea de producción mientras el otro sale al mismo proceso de descarga o decoquificado.

 

HIDRODESULFURIZACIÓN O HIDROTRATAMIENTO DE NAFTA Y DIESEL

En las unidades de Hidrotratamiento (HDT) la nafta es tratada con hidrógeno para disminuir el contenido de azufre y nitrógeno de la alimentación a Reformación. De modo similar, el diesel es tratado mediante una unidad de Hidrodesulfurización, que permite la reducción de los contenidos de azufre de este combustible a niveles inferiores 50 partes por millón.En la unidad de HDT se trata la nafta y diesel producidos en el Coker, generando como productos nafta y diesel de bajos contenidos de azufre y nitrógeno.

 

PLANTA DE DIPE (REFINERÍA ACONCAGUA)

Esta unidad permite cumplir con un triple objetivo: producir di-iso-propil-éter, - compuesto que se utiliza en la producción de gasolina reformulada de alta calidad; reducir la emisión de componentes volátiles a la atmósfera y mejorar la calidad de combustión de las gasolinas.

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o Refinería de Matosinhos Logística

Fábrica de combustibles  

 

La fábrica de combustibles de la refinería de Matosinhos tiene una capacidad de tratamiento de petróleo crudo de 3,2 millones de toneladas al añoLa fábrica de combustibles consta de 14 unidades de proceso que, utilizando el petróleo crudo, obtiene toda una

gama de productos de combustible, incluyendo la mayor parte de la materia prima que alimenta la fábrica de

aromáticos y solventes.

 

Dada la flexibilidad y la interconexión de sus instalaciones, esta unidad se ocupa de una amplia variedad de

aceites crudos elegidos por cada caso, de acuerdo con las características y las necesidades del mercado.

 

Con el fin de minimizar el consumo de energía y las pérdidas inherentes en el proceso de fabricación se han

aplicado nuevos planes operacionales y tecnologías de eficiencia energética.

 

Los productos combustibles son obtenidos a través de operaciones de separación física, química o por procesos

de transformación de la estructura molecular de algunas familias de hidrocarburos.

 

 

Unidades de proceso principales

Destilación atmosférica

Esta unidad se lleva a cabo mediante la destilación, la separación de materia prima (petróleo crudo) en cuatro

fracciones principales, designadas por: producto de alta calidad (leve), petróleo, gasóleo y residuo atmosférico.

El producto de alta calidad es redestilado, dando lugar a los gases no condensables (fuel-gas), gas licuado y

naftas ligera y pesada.

Reblandecimiento del petróleo/Bender

El petróleo separado en la destilación atmosférica contiene muchos contaminantes, en particular los sulfuros

orgánicos, conocidos como tioles o mercaptanos, que corroen los metales y exudan un olor desagradable. Por

esta razón, el petróleo es objeto de un trato especial en el que los sulfuros se convierten en disulfuros no

corrosivos con posibles trazos de sulfuro de hidrógeno y ácidos carboxílicos no removidos. La mayor parte del

petróleo tratado es usado como combustible de aviación, conocido como jet-fuel.

Desulfuración de gasolina pesada

Remueve por vía catalítica en atmósfera de hidrógeno, los compuestos orgánicos de azufre, oxígeno y nitrógeno

presente en la gasolina pesada, que actúan como veneno permanente o temporal en el catalizador de la unidad

de reformado catalítico (platforming) situada abajo de la línea de tratamiento. El producto gaseoso de reacción

compuesto de hidrógeno e hidrocarburos leves como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el amoníaco (NH3), son

sometidos a un tratamiento de depuración de aminas (tratamiento de gases). El gas de sulfuro se separa y envía

para la unidad de recuperación de azufre y los hidrocarburos enviados a la red de fuel-gas.

Platformings semi-regenerativos y de la regeneración continua (CCR)

El propósito de esta operación es convertir los hidrocarburos nafténicos y parafínicos en hidrocarburos

aromáticos (reformado catalítico), liberando hidrógeno como subproducto de la reacción. La carga de la unidad

consiste en nafta pesada desulfurada. El producto líquido obtenido, denominado como "reformado" con un alto

contenido de hidrocarburos aromáticos y un número de octano muy elevado, es utilizado como un componente

de la gasolina o como materia prima para la fábrica de aromáticos. El hidrógeno producido después de

purificado (PSA), se utiliza como co-reactivo en los procesos de hidrogenación catalítica. Los hidrocarburos

ligeros producidos en la reacción son enviados para la recuperación de gases.

Tratamiento de GLP y gasolina ligera

Este proceso de tratamiento, llamado Merox, tiene como objetivo eliminar los mercaptanos (tioles) presentes en

las cadenas de GLP y nafta ligera, a través de la extracción con una solución acuosa de soda cáustica. Los

mercaptitos de sodio formados son después removidos de la solución cáustica (regeneración de soda) por

oxidación con aire en la presencia de un catalizador, para convertirlo en disulfuro orgánico insoluble en solución

acuosa, separándolas por decantación. El GLP tratado se envía a la unidad de recuperación de gas. La gasolina

ligera tratada se almacena.

Tratamiento de gases

El tratamiento de gases hace la extracción del gas sulfhídrico contenido en las corrientes gaseosas que se

destinan al fuel gas, utilizando un lavaje en contra-corriente con una solución aguosa de dietanolamina.

Recuperación de gases

La recuperación de gases incluye la separación de gases no condensables, contenido en las corrientes de GLP

(propano y butano) provenientes de las distintas unidades. Los productos resultantes de estas operaciones son

el fuel-gas, que se envía a la unidad de tratamiento de gas y el GLP, que después de ser sometido a un

tratamiento de Merox, es separado en propano y butano comercial.

Desulfuración de gasóleo I y II

Este es un proceso de hidrodesulfuración del gasóleo (reacción catalítica, realizada a alta presión parcial de

hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado), que reduce drásticamente el contenido de azufre. Como

consecuencia de la gravedad de la operación, se forman algunos gases ligeros por el craqueo de la carga, que

están separados por extracción del gasóleo tratado, antes de ser enviado a almacenamiento.

Producción de azufre

Convierte el sulfuro de hidrógeno (H2S), que figura en el flujo de gas proveniente del tratamiento de gases de

azufre elemental. Este proceso, llamado Claus incluye la quema de un tercio de la actual formación de H2S para

la formación de SO2 que reaccionando con los dos tercios restantes, en presencia de un catalizador, produce

azufre elemental. Se trata de un importante proceso de tratamiento consecutivo, mientras que se recupera,

como un producto comercial, todo el azufre eliminado de los diferentes productos por sus procesos de

purificación.

CONOCE NUESTRAS REFINERÍAS REFINERIA "ING. ANTONIO M. AMOR" SALAMANCA, GTO.

(SEGUNDA PARTE)

 

En nuestro número anterior iniciamos con la presentación de la Refinería Ing. Antonio M. Amor" en Salamanca, Gto., en esta segunda parte hablaremos sobre la infraestructura de la Refinería, la cual está compuesta por varias plantas de proceso, entre las que podemos mencionar: 28 plantas energéticas, 9 plantas de lubricantes, 7 plantas ecológicas, 7 plantas de servicios auxiliares, y 3 plantas de petroquímicos. Los procesos de refinación y sus características los podemos ver en la siguiente tabla:

 

 

Su fuerza laboral está integrada por 4,514 trabajadores (287 empleados de confianza y 4,322 sindicalizados) distribuidos de la siguiente manera:Mantenimiento:  2,298Operación:        1,301Seguridad:            192Administrativo:     818De los procesos de refinación se obtienen los productos que a continuación se describen, y que son utilizados en la vida diaria del país (industria, hogar, trabajo etc.):Productos y su utilidad

  El petróleo (crudo) procesado en la refinería de Salamanca hasta el mes de agosto del año en curso es de 167,000 barriles diarios,  del cual se han producido 78,000 barriles diarios de gasolinas. El sistema de gestión de la calidad ISO-9001:2000, es uno de los componentes del Sistema Integral de Administración (SIA), junto con el• sistema de administración ambiental (ISO-14001:1996 y SIASPA.

SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL

La Gerencia de la Refinería Ing. Antonio M. Amor (RIAMA), convencida de que el elemento humano es lo mas importante de la empresa, en los últimos 10 años ha realizado esfuerzos muy importantes, para abatir la ocurrencia de accidentes e incidentes, de tal forma que los incidentes industriales han disminuido en un 25% y el índice de frecuencia de accidentes personales ha disminuido en mas de 10 veces, lográndose que este sea menor a 1 en los últimos tres años y siempre con el firme propósito de llegar al objetivo mas importante que es "CERO ACCIDENTES". Bajo el enfoque de conformar una administración orientada en la Seguridad, en la cual todos y cada uno de los trabajadores tomen parte activa, y retomando el principio de que "la seguridad y la

protección ambiental es responsabilidad de todos los trabajadores y empleados de PEMEX", se busca crear una cultura de seguridad que coadyuve en una mejora en la confiabilidad, eficiencia y rentabilidad de nuestra empresa. Debido a lo anterior, este Centro de Trabajo ha recibido varios reconocimientos nacionales e internacionales por su avance significativo en materia de seguridad.Con el fin de lograr los objetivos en el marco de las Políticas de Seguridad y las estrategias de seguridad de Pemex-Refinación, se han establecido cinco grupos de actividades que son: Seguridad del Personal, Inspección Técnica, Prevención y Contraincendio, Seguridad Física y Salud Ocupacional, cuyos  objetivos y alcances particulares, al ser conjuntados, orientan los resultados al fin planteados.

PROTECCIÓN AMBIENTAL

Otro de los rubros importantes para este centro de trabajo es el de la Protección Ambiental, mismo que se basa en elaborar los productos petrolíferos que requiere nuestra área de influencia sin afectar el entorno de la refinería, es decir mediante un desarrollo sustentable. El personal de la refinería se encuentra consciente de la importancia que representan los recursos naturales, por ello es necesario fomentar una cultura hacia lá Protección Ambiental. Durante el año 2004, la refinería recibió la auditoria para lograr la certificación como Industria Limpia. En el mismo año,  en el mes de octubre, se entregó el Plan de Acciones a la PROFEPA, el cual contempla actividades enfocadas al agua, aire, suelo, residuos y riesgo ambiental con el objetivo de obtener el Certificado de Industria Limpia.

La refinería "Ing. Antonio M. Amor" es la única del sistema nacional refinación (SNR) que trata por si sola las aguas residuales y procesa las aguas negras de la ciudad de Salamanca, Guanajuato. La refinería cumple con la legislación ambiental aplicable para el manejo y la disposición de los residuos peligrosos generados durante la elaboración de sus productos, realizando entre otras las acciones relevantes siguierítes:• Centro de Recolección de desechos industriales (CEREDI).• Programa de reforestación• Elaboración de estudios Geohidrológicos, y actividades de saneamiento del acuífero.• Estudio de riesgo por la contaminación en subsuelo y aguas subterránea.   

 

  MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN ZONA DE INFLUENCIA Y PERIMETRAL

• Estación meteorológica• Red del monitoreo del aire en Salamanca• Sustitución de 225 quemadores de alta eficiencia en calentadores y calderas• Rehabilitación y modernización del quemador de campo 31 Fl• Rehabilitación de analizadores continuos de oxigeno• Dos monitoreos de fuentes fijas

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REFINACIÓN

1. ¿QUÉ HACE?

El petróleo crudo no tiene uso; es por eso que se somete a un proceso de conversión de energía primaria a secundaria denominado refinación.

Se conoce como refinación al conjunto de procesos que se aplican al petróleo crudo con la finalidad de separar sus componentes útiles y, además adecuar sus características a las necesidades de la sociedad, en cuanto a productos terminados.

La función de una refinería es transformar el petróleo en productos derivados que satisfagan las necesidades de la sociedad.

Una refinería es un centro de trabajo donde el petróleo crudo se transforma en sus derivados. Esta transformación se logra mediante los procesos de: destilación atmosférica, destilación al vacío, hidrodesulfuración, desintegración térmica, desintegración catalítica, alquilación y reformación catalítica entre otros.

La industria de refinación de petróleo encierra una serie de procesos físicos y químicos a los que se somete el petróleo crudo para obtener de él por destilación y transformación química, los diversos hidrocarburos o las familias de hidrocarburos.

Figura 1. Fracciones del petróleo crudoTemperaturas 

FUENTE: Petróleos Mexicanos. Glosario de términos usados en la Industria Petrolera.

Los productos petrolíferos se obtienen a partir de una serie de procesos. La destilación primaria es la fase inicial en la refinación del petróleo crudo.

Las fracciones obtenidas se dirigen a procesos adicionales como los de

hidrodesulfuración, reformación de naftas, desintegración catalítica y térmica y reducción de viscosidad que dan origen a los productos petrolíferos que se comercializan en el mercado: gasolina automotriz, diesel, combustóleo, turbosina y coque de petróleo.

Figura 2. Esquema general del sistema de refinación

FUENTE: SENER. Prospectiva de petrolíferos 2002-2011

 

Figura 3. Principales procesos de refinación del petróleo

1.- Destilación atmosférica

Consiste en la separación de la mezcla de hidrocarburos líquidos en componentes más específicos, mediante la aplicación de calor hasta lograr vaporizar cada componente, aprovechando que cada uno de ellos posee diferente punto de ebullición.

2.- Destilación al vacío

Proceso intermedio para extraer, del residuo atmosférico, el gasóleo usado como carga a las plantas de desintegración catalítica FCC, así como las fracciones para elaboración de aceites lubricantes.

3.- Desintegración catalítica

Proceso que consiste en descomponer las moléculas de hidrocarburos más grandes, pesadas o complejas, en moléculas más ligeras y simples. Se lleva acabo mediante la aplicación de calor y presión y, mediante el uso de catalizadores (térmica). La utilización de este proceso permite incrementar el rendimiento de gasolina y de otros

productos importantes que tienen aplicaciones diversas en la industria del petróleo.

4.- Hidrotratamiento

Proceso cuyo objetivo es estabilizar catalíticamente los petrolíferos, además de eliminar los componentes contaminantes que contienen, haciéndolos reaccionar con hidrógeno a temperaturas comprendidas entre 315 y 430 °C a presiones que varían de 7 a 210 kg/cm2, en presencia de catalizadores diversos.

5.- Reducción de viscosidad

Proceso empleado en la refinación de petróleo para obtener hidrocarburos de bajo peso molecular tales como gases, gasolina, gasóleos y residuo de baja viscosidad, a partir de residuos de vacio de alta viscosidad.

6.- Coquización

Equipo instalado en una línea de conducción de gas para incrementar la presión y garantizar el flujo de fluido a través de la tubería.

7.- Alquilación

Los procesos de alquilación comprenden la combinación de una olefina con un hidrocarburo parafínico o aromático, en presencia de un catalizador. El proceso involucra la unión de propileno o butilenos con isobutano, en presencia de ácido fluorhídrico o sulfúrico como catalizador, para formar una isoparafina denominada alquilado ligero

8.- Reformación

Proceso que mejora la calidad antidetonante de fracciones de la gasolina modificando la estructura molecular. Cuando se lleva a efecto mediante calor, se le conoce como reformación térmica y como reformación catalítica, cuando se le asiste mediante un catalizador.

9.- Isomerización

Proceso mediante el cual se altera el arreglo fundamental de los átomos de una molécula sin adherir o sustraer nada de la molécula original.

10.- TAME y MTBE

Oxigenantes que se utilizan como aditivo para incrementar el octanaje

en la gasolina, y su utilización depende de la legislación (ambiental) con relación a la composición y calidad de las gasolinas

FUENTE: SENER. Prospectiva de petrolíferos 2002-2011