Refinacion tomo 2

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    Engineering

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  • INDICE GENERAL

    TTOOMMOO IIIIIndice Prefacio

    1. Productos de petrleo 52. Los gases del petrleo 52.1. Gas y gasolina natural 72.2. Gas de refinera 112.3. Gases licuados 132.4. Gasolina natural 163. Fuel Oil 18

    4. Coque de Petrleo 23

    5. Combustibles para motores, Introduccin 245.1 Motonaftas 245.1.1. Propiedades fsicas de las motonaftas 285.1.1.1. Densidad o peso especfico y viscosidad 285.1.1.2. Volatilidad ASTM, sistemas a carburador 305.1.1.2.1 Sistemas de inyeccin 345.1.1.3 Destilacin de Equilibrio en Aire, DEA 365.1.2. Propiedades Qumicas de las motonaftas 395.1.2.1. Combustin 435.1.2.2. La detonacin y el Nmero de Octnos 495.1.2.3. El Nmero de octano en Ruta 605.1.2.4. Exigencia de los motores 615.1.2.5. Economa de combustible 635.1.2.6. Las motonaftas del mercado 645.1.2.7 Estabilidad Qumica de las motonaftas 665.1.2.8. Aditivos mejoradores 695.2. Combustibles para el motor Diesel 745.2.1. Funciones del motor Diesel 765.2.2. Propiedades fsicas de los combustibles Diesel 775.2.3. Propiedades qumicas de los combustibles Diesel 835.2.4. Combustibles alternativos 895.2.5. Confrontacin entre nafteros y gasoleros 925.3. Combustibles de aviacin 935.4. Aeronaftas, especificaciones 995.5. Combustibles para turbinas de aviones a reaccin 99

    La Refinacin del Petrleo TOMO II

  • 6. Queroseno y Solventes industriales 103

    7. Contaminacin ambiental 1087.1. El medio ambiente 1097.2. La contaminacin del suelo y el agua - Tecnologas de remediacin 1107.3. Operaciones de separacin de fases 1187.3.1. Piletas de recuperacin en refineras 1207.4. Hornos de Incineracin - Desorcin Trmica 1217.5 La contaminacin del aire 1247.5.1. El efecto invernadero 1287.5.2. "Smog" fotoqumico 1287.5.3. La lluvia cida 1297.5.4. El control de la contaminacin del aire 130

    8. Adjuntos 1378.1. Estadsticas 1378.2. Isotermas Presin Volumen del metano 1388.3. Oxidacin de los hidrocarburos 1408.4. Ultimas novedades sobre el MTBE 143

    9. Bibliografa 147

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    TOMO II La Refinacin del Petrleo

  • 3La Refinacin del Petrleo TOMO II

    PREFACIO

    En el Tomo I se han presentado las ms modernas operaciones y procesos que hacen ala industrializacin del petrleo, siendo el objetivo de este Tomo II utilizar las corrientes, ocortes refinados, para preparar los productos de mercado terminados, en la gama de loscombustibles.

    Resultan vlidos los conceptos del Prefacio del Tomo I, reiterando los dos ltimosprrafos que hablan de por que y para que se escribiera, como lo que se aguarda de lapaciencia de los Seores lectores.

    "La experiencia que el autor ha hecho en YACIMIENTOS PETROLIFEROS FISCALES, laSECRETARIA DE ENERGIA DE LA NACION. Los cursos dictados en la Ctedra de Combustiblesy Lubricantes de la ESCUELA SUPERIOR TECNICA DEL EJERCITO Gral. MANUEL M SABIO YCombustibles II en la UNIVERSIDAD ARGENTINA DE LA EMPRESA(UADE), juntamente con loscursos preparados para el INSTITUTO ARGENTINO DEL PETROLEO, se ha intentado volcarcomo colaboracin al conocimiento y mejor aplicacin de los combustibles y lubricantes delpetrleo."

    "De los defectos, errores y omisiones que se han cometido se espera recibir de losamables lectores las sugerencias y proposiciones que crean convenientes, tanto en el IAPGcomo en la EST, en la seguridad que se tomarn en cuenta para realizar las necesariasrevisiones."

    El Autor

  • 4TOMO II La Refinacin del Petrleo

  • 1. PRODUCTOS DE PETROLEO

    En la primera parte de esta obra se han considerado las distintas operaciones y procesosque modernamente se aplican en la refinacin del petrleo, tanto como las principalespropiedades de los materiales crudos con respecto a los productos esperables de ellos.

    Bsicamente la tecnologa permite la obtencin industrial de tres categoras deproductos combustibles:

    Gases a presin y temperatura ambiente.Gas naturalGas de RefineraPropano (comercializado como lquido)Butano (dem)

    LquidosMotonaftasAeronaftasQueroseno (Kerosn), Solventes IndustrialesCombustibles para aviones a reaccin (Jet Fuel)Gas oilDiesel oilFuel oil

    SlidosCoque de petrleo

    El gas natural no es un producto propio de la refinacin en las denominadas refineras,pero su obtencin est vinculada a operaciones de estabilizacin y destilacin en unidadesprximas a los centros de produccin, similares a las operaciones de una refinera. Estasplantas llamadas de recuperacin de gases, o compresoras, son diseadas especficamentepara tratar el material disponible en su zona de influencia o sea la produccin local de gasesy gasolina asociada al petrleo.

    En lo que respecta a los productos lquidos en su mayora son mezclas de las distintascorrientes provenientes de las unidades de operaciones y procesos de la refinera. Las mezclasse optimizan para lograr la calidad que el productor pretende, con el menor costo final.

    A los combustibles mencionados, que trataremos a continuacin, se suman comoproductos del petrleo los lubricantes, grasas lubricantes y asfaltos, que se vern en la terceraparte de la obra.

    2. LOS GASES DEL PETROLEO

    Uno de los gases del petrleo es el denominado gas natural, que se encuentra asociadocon el petrleo, debe considerarse que toda acumulacin petrolfera tiene tres fluidos: agua,crudo y gas. Este ltimo puede no presentarse libre en cantidades comercialmenteapreciables, pero siempre lo habr, an disuelto en el petrleo.

    Un tipo especial de yacimiento lo constituyen aquellas acumulaciones que solocontienen gas, generalmente asociado con gasolina natural. Entre amplios lmites se puedenencontrar todas las variantes posibles de cantidad de gas en un yacimiento y las formas deexplotacin dependern de los factores econmicos locales.

    La economa de la recuperacin de gases est ligada a las posibilidades de transporte ydistribucin, cercana a gasoductos, como a proyectos petroqumicos. En forma natural sepresentan los hidrocarburos saturados de la Tabla 1, de los cuales los propanos y los butanoslican con cierta facilidad en plantas compresoras. Operaciones de compresin ms rigurosos,permiten obtener el etano liquido. Las condiciones crticas del metano nos indican las

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    La Refinacin del Petrleo TOMO II

  • dificultades, fundamentalmente econmicas, para obtenerlo liquido. De lo expuesto sededuce que la composicin del gas natural ser una funcin directa de las operaciones derecuperacin utilizadas, siendo su principal componente metano.

    Si el gas esta constituido casi exclusivamente de metano y etano (mximo unas 13 ppmde C3+, se lo denomino "seco", mientras que si contiene propanos y superiores en mayorcantidad se lo llama "hmedo". La separacin de la humedad puede producir, si lascantidades lo justifican, los conocidos Gases Licuados del Petrleo (LPG) y la gasolina naturalcondensada.

    Como impurezas, no hidrocarburos, se puede encontrar anhdrido carbnico, quecuando representa una proporcin apreciable su presencia se debe a alguna actividadvolcnica en algn momento del desarrollo del yacimiento (puede llegar a ms del 90%).Pequeas cantidades de CO2 por lo general estn vinculadas a la accin bacteriana sobre loshidrocarburos. Otras impurezas comunes son el cido sulfhdrico y el nitrgeno, el primeroprobablemente proveniente de la accin bacteriana y el ltimo de bacterias o atmsferasfsiles atrapadas en los yacimientos. Tambin es posible encontrar gases nobles como Helio oArgn, generalmente vinculados a alguna radioactividad en el rea del yacimiento.

    En nuestro pas el gas natural constituye el combustible que se utiliza en las redesdomiciliarias y en la industria, alimentadas por una amplia red de gasoductos. En la actualidady fundamentalmente desde el ao 1988, comienza a tener alguna importancia el consumo degas natural en motores de combustin interna. En este caso el gas natural de las redes desuministro se comprime a unas 200 atms para reducir volumen y aumentar la capacidad decarga de los automotores, sin llegar al estado liquido.

    El gas de refinera esta compuesto por los mismos hidrocarburos del gas natural,provenientes de los disueltos en el petrleo procesado en topping, ms los producidos enlos procesos de cracking, que aportan no saturados como el etileno. Al gas de refinera conuna alta concentracin de cido sulfhdrico, se lo denomina gas agrio, debiendo ser sometidoa procesos de desulfurizacin.

    Tanto tratndose del gas de refinera como del gas natural su composicin depende dela eficiencia de la recuperacin y de los procesos de los cuales provienen. En la Tabla 1 se danlas principales propiedades de los hidrocarburos que estn presentes en los gases.

    Debemos destacar que existen operaciones de separacin por destilacin ycombinaciones especiales con absorcin, que permiten obtener las olefinas de los gases parafines petroqumicos. De no ser usados para otros procesos, los C3 producidos constituyen elllamado supergas que se comercializa lquido en tubos para uso domstico.

    Los C4 tambin tienen usos petroqumicos, constituyendo adems el combustible delas denominadas garrafas, donde se encuentra en estado lquido a baja presin.

    TABLA 1 HIDROCARBUROS GASEOSOS EN CONDICIONES AMBIENTES

    HIDROCARBURO FORM. DENSID. PUNTO PRESION PODER CONDICIONESAIRE=1 EBU. DE VAP. CALO. CRITICAS

    C 37,