REFINACIN DEL PETRLEO

PROCESOS Y OPERACIONESDestilacinHidrotratamientoCracking CatalticoCracking TrmicoAlkylacinIsomerizacinBlending de Naftas GOMTBEReformingCokeUnidad ClausSensor de GasEl primer proceso que se le practica al petrleo crudo en las Refineras, es la destilacin conservativa del mismo. Esta operacin consiste en la extraccin de todos aquellos hidrocarburos que pueden ser obtenidos por destilacin, sin afectar su estructura molecular.La destilacin o fraccionamiento, del crudo es una operacin que permite separar cortes o combustibles de una mezcla compleja de hidrocarburos, como lo es el petrleo. El principio fsico en el que se basa el proceso es la diferencia de volatilidad de los componentes, por tal motivo en las columnas fraccionadoras se adecuan las condiciones termodinmica para obtener o "condensar" los combustibles perfectamente especificados.

Destilacin Atmosfrica o Topping y Destilacin al Vaco

El objetivo es extraer los hidrocarburos presentes naturalmente en el crudo por destilacin, sin afectar la estructura molecular de los componentes. En las Unidades de Topping, el objetivo es obtener combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que sern procesados en otras unidades, para convertirlos en combustibles ms valiosos.En las Unidades de Vaco, solo se produce cortes intermedios que son carga de unidades de conversin, las cuales son transformadas en productos de mayor valor y de fcil comercializacin.El crudo antes de ser fraccionado, debe ser acondicionado y preparado debidamente para lograr una operacin eficiente. La primer etapa se lleva a cabo en los tanques de recepcin.El petrleo desgasificado que se recibe en las Refineras, contiene impurezas que son perjudiciales para los equipos y procesos.Las impurezas son : Sales, fundamentalmente cloruros de sodio, calcio y magnesio, presente en el agua de formacin que tiene el crudo. Oxidos de hierro, productos de la corrosin de los equipos y medios de transporte. Arcilla, arena, slidos en general, provenientes de la formacin productora. Compuestos organometlicos, que afectan los catalizadores de unidades de conversin, desactivndolos. Cristales de sal u xidos en suspensin.Para evitar o minimizar los efectos perniciosos de estas impurezas se realizan fundamentalmente tres tratamientos: Decantacin en Tanques Desalado Inyeccin de Hidrxido de SodioFundamentos del Proceso de DestilacinLa destilacin del crudo, se basa en la transferencia de masa entre las fases liquido-vapor de una mezcla de hidrocarburos.La destilacin permite la separacin de los componentes de una mezcla de hidrocarburos, como lo es el petrleo, en funcin de sus temperaturas de ebullicin.Para que se produzca la "separacin o fraccionamiento" de los cortes, se debe alcanzar el equilibrio entre las fases lquido-vapor, ya que de esta manera los componentes ms livianos o de menor peso molecular se concentran en la fase vapor y por el contrario los de mayor peso molecular predominan en la fase liquida, en definitiva se aprovecha las diferencias de volatilidad de los hidrocarburos.El equilibrio lquido-vapor, depende principalmente de los parmetros termodinmicos, presin y temperatura del sistema. Las unidades se disean para que se produzcan estos equilibrios en forma controlada y durante el tiempo necesario para obtener los combustibles especificados.Bsicamente el proceso consiste en vaporizar los hidrocarburos del crudo y luego condensarlos en cortes definidos. Modificando fundamentalmente la temperatura, a lo largo de la columna fraccionadora.La vaporizacin o fase vapor se produce en el horno y zona de carga de la comuna fraccionadora. En el Horno se transfiere la energa trmica necesaria para producir el cambio de fase y en la Zona de Carga se disminuye la presin del sistema, producindose el flash de la carga, obtenindose la vaporizacin definitiva.La fase liquida se logra con reflujos de hidrocarburos retornados a la torre. Estos reflujos son corrientes liquidas de hidrocarburos que se enfran por intercambio con crudo o fluidos refrigerantes. La funcin u objetivo principal de estos , es eliminar o disipar en forma controlada la energa cedida a los hidrocarburos en el horno, de esta manera se enfra y condensa la carga vaporizada, en cortes o fracciones de hidrocarburos especificas, obtenindose los combustibles correspondientes.La columna posee bandejas o platos donde se produce el equilibrio entre los vapores que ascienden y los lquidos descendentes. En puntos o alturas exactamente calculadas existen platos colectores desde lo que se extraen los combustibles destilados.La diferencia fundamental entre las unidades de Tpping y Vaco es la presin de trabajo. El Topping opera con presiones tpicas de 1 Kg/Cm2 (manomtrica), mientras que en el Vaco trabaja con presiones absolutas de 20 mm. de mercurio. Esto permite destilar hidrocarburos de alto peso molecular que se descompondran o craquearan trmicamente, si las condiciones operativas normales del Topping fuesen sobrepasadas.Economa AsociadaAlgunos de los combustibles de las unidades de destilacin atmosfricas se comercializan directamente ya que tienen la calidad - de combustibles para despacho, son el mayor contribuyente del pool de destilados medios, pero la ventaja econmica mas importante, es que se obtienen cortes de hidrocarburos que son carga de unidades de conversin, que las transforman en productos valiosos y de fcil comercializacin.En las unidades de Topping, se obtienen los siguientes productos finales y cargas de otros procesos. Nafta liviana, se enva como carga a isomerizacion donde se mejora el RON y MON Nafta pesada, se enva como carga a Hidrotratamiento de naftas-Platforming, donde se mejora el RON Kerosene, se enva a tanque de despacho. Gas Ol liviano, se enva a tanque de despacho. Gas Ol pesado, se enva como carga a lsomax, convirtindolo en Gas Ol y JP o a las unidades de Crakng Cataltico Fluido.En las unidades de Vaco, solo se obtienen cargas para unidades de conversin.

Gas ol liviano de Vaco, se enva como carga a lsomax, donde se obtiene gas ol, JP, naftas carga de Hidrotratamiento de naftas e isomerizacion y propano-butano. Gas ol pesado de Vaco, se enva a las unidades de Crakng Cataltico Fluido, donde se obtienen nafta de alto RON, propano caga petroqumica o despacho, butano carga a MTBE- alquilacin, gases combustibles, diese o carga a Hidrotratamiento de Diesel que lo convierte en gas ol.

Asfalto, se enva a las unidades de crakeo trmico, donde se convierte en naftas carga de Hidrotratamiento de naftas, diesel ol carga de Hidrotratamiento de Diesel, gas ol pesado de coke que es carga de las unidades de Crakng Cataltico Fluido, carbn propano-butano y gases combustibles. Cracking Cataltico (FCC)El proceso de craqueo cataltico fluido se basa en la ruptura de cadenas de hidrocarburos del orden de los 45 tomos de carbono, mediante la accin de un catalizador que favorece que las reacciones se produzcan a una temperatura mas baja que la necesaria para el craqueo trmico de la misma carga.Las reacciones producidas son mucho mas rpidas y selectivas que las de craqueo trmico.Las reacciones generan una cantidad de carbn que se deposita sobre la superficie del catalizador.Los procesos se desarrollan en forma continua , mediante una circulacin de catalizador que se contacta ntimamente con la carga. Posteriormente el catalizador se regenera por medio de la combustin del carbn producido, lo que produce la energa que requiere el sistema para funcionar.Economa del procesoLa carga de la unidad es un producto intermedio de bajo valor.Puede ser comercializado como fuel oil o carga de FCC.Mediante este proceso se obtiene : Mayor expansin volumtrica (110 m3 de productos/ 100 m3 de Carga). Mayor nivel de conversin a productos de alta demanda y valor comercial. La nafta producida aporta el mayor volumen de octanos del pool de naftas. Es el proceso de mayor produccin de LPG. Butano como materia prima para la produccin de MTBE y Alkilato . Propileno de alto precio y creciente demanda. Cracking Trmico RetardadoEste proceso tiene por objeto la ruptura (cracking) de cadenas de hidrocarburos de alto peso molecular, mediante la accin combinada de alta temperatura y tiempo de residencia .Como consecuencia de las reacciones tambin se produce carbn residual (coque).El carbn de petrleo o coque se acumula en las cmaras de reaccin y es extrado en forma cclica cada 24 horas.La ventajas del proceso son : Mayor nivel de conversin a productos de alto valor y demanda. Una mayor expansin volumtrica. El destino alternativo del asfalto, es producir fuel oil , producto de bajo precio y demanda limitada.

Los productos obtenidos son cargas de otras plantas que acondicionan estas corrientes para obtener C3, C4, Nafta y Gas Oil de calidad comercial.El carbn residual producido es un producto de bajo precio. Se comercializa como insumo en la industria del aluminio.Reforming de NaftasEl objetivo de la unidad de Platforming es transformar naftas pesadas de las Unidades de Topping y Coque en un producto de alto valor octnico.Beneficios EconmicosLa nafta Platformada con RON 99 tiene un alto impacto ecnomico en el Blending y a la vez tuvo incidencia en la eliminacin del tetraetilo de plomo en las naftas que produce la Refinera.Como beneficio adicional en esta Unidad se obtienen 200 m3 de hidrgeno por m3 de carga procesada. Este hidrgeno es consumido en la Unidad de Hidrocracking (Isomax).La alimentacin del Reforming de Naftas proviene de las naftas pesadas de Topping y Coque las que son tratadas previamente en las Unidades de Hidrotratamiento de Naftas con el fin de eliminar sus contaminantes. La carga a la Unidad de Reforming ingresa a la seccin de Reaccin que consta de tres reactores en serie. En ellos se desarrollan los diferentes tipos de reacciones qumicas . El producto de salida de los reactores pasa por un separador de alta presin donde se libera el hidrgeno producido por las reacciones.El ltimo paso es estabilizar la tensin de vapor de la nafta para ajustarla a los requerimientos del Blending.Los principales beneficios econmicos son: Carga a la Unidad: Naftas pesadas deTopping y Coque Destino alternativo de la Carga: Nafta para uso Petroqumico Precio de la Nafta para uso Petroqumico: 96 $ / m3 Producto Obtenido: Nafta Super a 133$/m3 Alkilacin e IsomerizacinEl proceso de ISOMERIZACION:Incrementa el valor agregado a la corrientes de naftas livianas de Topping obteniendo una nafta isomerada de mayor valor octnico .El proceso de ALKYLACIN permite: Cumplir con las reglamentaciones ambientales ms estrictas a nivel internacional (E.P.A.). Alcanzar calidad de exportacin de las naftas Regular para ingresar a los mercados ms competitivos (RON+MON)/2=87. Incorporacin de una nafta de alto valor octnico y baja tensin de vapor en el pool de naftas.

ALKYLACINEs un proceso cataltico en el cual se combina una isoparafina (isobutano) y una olefina (butileno) para producir un compuesto de mayor peso molecular, llamado alkylato, que se encuentra dentro del rango de destilacin de las naftasISOMERIZACINEs un proceso de reordenamiento molecular de parafinas lineales de pentano y hexano (RON 60) que da como resultado una nafta (isomerado) (RON 82) de mayor valor octnico. La Unidad de Isomerizacin est compuesta por dos secciones : HTN (Hidrotratamiento de naftas), tiene como objetivo la separacin del corte de pentanos y hexanos de la carga, y su posterior tratamiento con hidrgeno para eliminar los contaminantes del catalizador de la seccin de Penex. PENEX (Reaccin de Isomerizacin) tiene como objetivo la isomerizacin de las parafinas lineales de pentanos y hexanos.