ciclo de vida del petróleo

7/25/2019 Ciclo de Vida Del Petrleo

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EL ARQUITECTO TCNICO EN LAS REFINERAS

10Antonio TORRES CAPELLN

PARTE 2: CICLO DE VIDA DEL PETRLEO.


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2. ORIGEN Y FORMACIN DEL PETRLEO.


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2.1. FACTORES PARA SU FORMACIN.

Conocemos1el petrleo como un compuesto qumico complejo en el que coexisten

partes slidas, lquidas y gaseosas. Por una parte, lo forman compuestos denominados

hidrocarburos, formados por restos de organismos microscpicos que contienen carbono

e hidrgeno en gran cantidad, los cuales constituyen los elementos fundamentales delpetrleo y, por otra, pequeas proporciones de nitrgeno, azufre, oxgeno y algunos

metales. Estos se presentan de forma natural en depsitos de roca sedimentaria y slo en

lugares en los que hubo mar.

Se relaciona su origen con las grandes cantidades de compuestos orgnicos que se

van depositando en la actualidad y de manera continua en las cuencas sedimentarias en

el mundo. Grandes y espesas acumulaciones de arcillas, limos y materiales orgnicos

pueden producir grandes volmenes de petrleo, pero para que esto ocurra, es necesario

que transcurra una cantidad de tiempo considerable que provoque dicho proceso dealteracin. A la conversin del material orgnico en petrleo se le conoce como

catagnesis, y est asistida por la presin causada por el enterramiento, la alteracin

termal, la temperatura, y la degradacin. Estos factores resultan de la profundidad, la

accin bacteriana en un ambiente qumico no oxidante (reductor) y cerrado, la

radioactividad y la catlisis (procesos de transformacin de los componentes de la matriz

mineral de la roca origen).

La temperatura es un factor importantsimo en el proceso de transformacin pero

adems es necesaria la asistencia de otros factores anteriormente mencionados.

Relacin tiempo-temperatura para la maduracin de los hidrocarburos.

Se formar el petrleo si los sedimentos orgnicos se encuentran en profundidades

de alrededor de 5 Km y se mantienen entre 150C a 200C durante 1 milln de aos. Si la

1 http://desarrolloyenergia.blogspot.com.es/2011/02/petroleo-energia-y-materia-prima-para.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/pope/pope.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos31/origen-petroleo/origen-petroleo2.shtmlhttp://www.muchapasta.com/b/var/Origen%20y%20formacion%20del%20petroleo.php


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temperatura excede los 200C, se formar gas. Sin embargo si la temperatura sube an

ms, se formar gas cido. Si por el contrario las capas fuentes de material orgnico se

encuentran a solamente 100C, entonces harn falta 100 millones de aos para que

maduren hasta convertirse en hidrocarburos. Por encima de los 4-5 Km., la materia queda

en un estado inmaduro lo que le impide ser til para el uso del hombre.Se puede decir entonces que los hidrocarburos son productos del material orgnico

alterado derivado de organismos microscpicos.

Su color es variable, entre el mbar y el negro y el significado etimolgico de la

palabra petrleo es aceite de piedra, por tener la textura de un aceite y encontrarse en

yacimientos de roca sedimentaria.

Factores para su formacin.

Entre los factores necesarios para la formacin de petrleo destacamos los

siguientes:

Ausencia de aire.

Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino).

Gran presin de las capas de tierra.

Altas temperaturas.

Accin de bacterias.

Para que se pueda dar la formacin de petrleo como materia prima ser necesario

el depsito de animales y plantas, que estos adems sean cubiertos por arcillas durante

millones de aos, sometidos a grandes presiones y temperaturas extremas junto con la

accin de bacterias anaerbicas, es decir, que viven en ausencia de aire.

El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinacin de los

factores anteriormente citados, provoca que su presencia sea tambin muy variada:

Lquido:dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras.

Voltil:es decir, un lquido que se vuelve gas al contacto con el aire.

Semislido:con textura de ceras.

En cualquier caso, el petrleo, de por s, es un lquido y se encuentra mezclado congases y con agua.

2.2. LOCALIZACIN.

Al ser un compuesto lquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar

en el que se gener, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral,

filtrndose a travs de rocas porosas, a veces a una distancia considerable, hasta

encontrar una salida al exterior, lo que provocar que una parte se evapore y otra se

oxide al entrar en contacto con el aire exterior, esto hace que el petrleo en s

desaparezca, o hasta encontrar una roca que carezca de porosidad impidiendo su salida.Ser en este segundo caso cuando podremos hablar de un yacimiento.


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El petrleo siempre aparece impregnado en rocas porosas y nunca en lagos

subterrneos.

Los tipos ms habituales de yacimiento son los siguientes:

2.2.1. Anticlinal: formado por un repliegue del subsuelo, el petrleo queda

almacenado en el arqueamiento del terreno.

2.2.2. Falla: se da al fracturarse el terreno provocando que los estratos que

antes coincidan se separen. Si el estrato que contena petrleo encuentra una

roca no porosa, se forma la bolsa o yacimiento.


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2.2.3.Combinacin de Anticlinal y Falla:en este caso coinciden las opciones

arriba mencionadas lo que da lugar a una formacin especial en la que una vez ms,

si se trata de rocas porosas conseguimos que el petrleo se puede almacenar

generando un yacimiento.

2.2.4. Estratigrficos:tiene forma de cua alargada y queda inserta entre dos

estratos.


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3. MTODOS DE EXPLOTACIN DELPETRLEO.


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Puede decirse que no existe un mtodo cientfico exacto en la bsqueda y

explotacin de los yacimientos de petrleo, sino que es preciso realizar multitud de tareas

previas de estudio del terreno. Los mtodos empleados, dependiendo del tipo de terreno,

sern geolgicos o geofsicos.

3.1. MTODOS GEOLGICOS.

Es2necesario encontrar una roca que se haya formado en un medio propicio para la

existencia de petrleo y poder llegar a esas acumulaciones, siendo lo suficientemente

porosa y con una estructura geolgica de estratos adecuada para que puedan existir tales

bolsas de petrleo.

Se tiene que localizar una cuenca sedimentaria que pueda poseer materia orgnica

enterrada hace ms de diez millones de aos.

Para todo ello, se realizan estudios geolgicos de la superficie, se recogen muestrasde terreno, se inspecciona con Rayos X, se perfora para estudiar los estratos y,

finalmente, con todos esos datos se realiza la carta geolgica de la regin que se estudia.

Despus de realizar nuevos estudios in situ los cuales determinan si hay rocas

petrolferas alcanzables mediante prospeccin, la profundidad a la que habra que

perforar, etc., se puede llegar ya a la conclusin de si merece la pena o no realizar un

pozo-testigo o pozo de exploracin. De hecho, nicamente en uno de cada diez pozos

exploratorios se llega a descubrir petrleo y slo dos de cada cien dan resultados que

permiten su explotacin de forma rentable.

En resumen, se puede decir que para el xito de la exploracin depende de tres

factores independientes:

La existencia de una trampa (estructura, almacn, sello)

La acumulacin de una determinada cantidad de petrleo (roca, fuente,

maduracin, migracin, timing)

La preservacin del petrleo almacenado (historia trmica, invasin por

aguas, etc...)

Son necesarios numerosos factores de carcter qumicos y quedan relacionados con

la sedimentacin de materia orgnica hasta la creacin de acumulaciones de petrleo.




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Pozo testigo.

3.2. MTODOS GEOFSICOS:

En los3casos en los que el terreno no presenta una estructura igual en su superficie

que en el subsuelo como pueda suceder en desiertos, en selvas o en zonas pantanosas,

los mtodos geolgicos de estudio de la superficie no resultan tiles, lo que hace de los

mtodos geofsicos el sistema idneo para su localizacin ya que se trata de un mtodoque estudia las caractersticas del subsuelo sin tener en cuenta las de la superficie.

El gravmetro permite estudiar las rocas que hay en el subsuelo. Este aparato mide

las diferencias de la fuerza de la gravedad en las diferentes zonas de suelo, lo que permite

determinar qu tipo de roca existe en el subsuelo.

Una vez obtenidos los datos, se elabora un mapa del subsuelo que permitir

determinar en qu zonas es ms probable que pueda existir petrleo.

Otra de las herramientas empleada es el magnetmetro, aparato que detecta ladisposicin interna de los estratos y de los tipos de roca gracias al estudio de los campos

magnticos que se crean.

Igualmente se utilizan tcnicas de prospeccin ssmica, que estudian las ondas de

sonido, su reflexin y su refraccin, datos stos que permiten determinar la composicin

de las rocas del subsuelo. As, mediante una explosin, se crea artificialmente una onda

ssmica que atraviesa diversos terrenos, que es desviada por algunos tipos de roca y que

es devuelta por otros y todo ello a diversas velocidades.

Estas ondas son medidas en la superficie por sismgrafos.Ms recientemente, las tcnicas ssmicas tridimensionales de alta resolucin

permiten obtener imgenes del subsuelo en su posicin real, incluso en situaciones

estructurales complejas.

Pero, con todo, la presencia de petrleo no est demostrada hasta que no se

procede a la perforacin de un pozo.




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Grfica obtenida con sismgrafo.


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4. EXTRACCIN DEL PETRLEO.


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adems llevar insertos de carburo de tungsteno u otras aleaciones duras. La geometra de

los mismos responde a la naturaleza del terreno a atravesar.

Los trpanos disponen de uno o varios conductos con una orientacin definida

segn necesidades por los que a travs de orificios llamados jets, permiten la

circulacin del fluido. El rango de dimetros de los trpano es muy amplio, pero puedenindicarse como ms comunes los de 12-1/4 y de 8-1/2 pulgadas.

Diferentes trpanos.

4.2. ENCAMISADO.

El conjunto de tuberas que se emplea para la perforacin se denomina columna o

sarta de perforacin, y consiste en una serie de trozos tubulares interconectados entre s

mediante uniones roscadas. Este conjunto, adems de transmitir sentido de rotacin al

trpano, ubicado en el extremo inferior de la columna, permite la circulacin de los

fluidos de perforacin.Para evitar que las paredes del pozo se derrumben durante la perforacin y, al

mismo tiempo, la estructura de los estratos del subsuelo permanezca inalterada, segn se

va perforando el pozo, ste va siendo recubierto mediante unas paredes o camisas de

acero de un grosor de entre 6 y 12 milmetros.

El primer componente de la columna que se encuentra sobre el trpano son los

portamechas o drill collars, tubos de acero de dimetro exterior casi similar al del

trpano usado, con una longitud de 9,45 m., con paso de fluido que respeta un buen

espesor de pared. Sobre los portamechas, tambin llamados lastrabarrenas, se bajanlos tubos de perforacin o drill pipes, tubos de acero o aluminio, huecos, que sirven de

enlace entre el trpano, el portamechas y el vstago Kelly, que da el giro de rotacin a

la columna. El dimetro exterior de estos tubos se encuentra en general entre 3-1/2 y 5

pulgadas y su longitud promedio es de 9,45 m.

A la hora de perforar la roca, la velocidad de penetracin depender de la dureza de

la misma. A veces, el trpano puede perforar 60 metros por hora, sin embargo, en un

estrato muy duro, es posible que slo avance de 30 a 35 centmetros en una hora.


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Los fluidos que se emplean en la perforacin de un pozo se administran mediante el

llamado sistema de circulacin y tratamiento de inyeccin. El sistema est compuesto por

tanques intercomunicados entre s que contienen mecanismos tales como:

4.2.1. Zarandas: dispositivo mecnico, primero en la lnea de limpieza del

fluido de perforacin, que se emplea para separar los recortes del trpano u otrosslidos que se encuentren en el mismo en su retorno del pozo. El fluido pasa a

travs de uno o varios coladores vibratorios de distinta malla o tamao de orificios

que separan los slidos mayores.

4.2.2. Desgasificadores: separador del gas que pueda contener el fluido de

perforacin.

4.2.3. Desarenador - desarcillador: dispositivos empleados para la separacin

de granos de arena y partculas de arcilla del fluido de perforacin durante el

proceso de limpieza del mismo. El fluido es bombeado tangencialmente por elinterior de uno o varios ciclones, conos, dentro de los cuales la rotacin del fluido

provee una fuerza centrfuga suficiente para separar las partculas densas por efecto

de su peso.

4.2.4. Centrfuga: instrumento usado para la separacin mecnica de slidos

de elevado peso especfico suspendidos en el fluido de perforacin. La centrfuga

logra esa separacin por medio de la rotacin mecnica a alta velocidad.

4.2.5. Removedores de fluido hidrulicos mecnicos.

4.2.6. Embudo de mezcla: tolva que se emplea para agregar aditivos

polvorientos al fluido de perforacin.

4.2.7. Bombas centrfugas y bombas a pistn (2 3):son las encargadas de

recibir la inyeccin preparada o reacondicionada desde los tanques e impulsarla por

dentro de la columna de perforacin a travs del pasaje o pasajes del trpano y

devolverla a la superficie por el espacio anular resultante entre la columna de

perforacin y la pared del pozo, cargada con los recortes del trpano, y

contaminada por los componentes de las formaciones atravesadas.

El sistema tiene la funcin de preparar el fluido de perforacin, recuperarlo alretornar a la superficie, mantenerlo limpio deshacindose de los recortes producidos por

el trpano, tratarlo qumicamente, segn las condiciones de perforacin lo exijan, y

bombearlo de vuelta al pozo.

Se conoce con el trmino de inyeccin a los fluidos empleados durante la

perforacin. Su diseo y composicin se establecen de acuerdo a las caractersticas fsico-

qumicas de las distintas capas a atravesar. Las cualidades del fluido seleccionado,

densidad, viscosidad, ph, filtrado, composicin qumica, deben contribuir a cumplir con

las distintas funciones del mismo, principalmente atendiendo a enfriar y limpiar eltrpano, separar los recortes que genere la accin del trpano manteniendo en


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suspensin los recortes y slidos evitando su asentamiento en el interior del pozo cuando

por algn motivo se interrumpa la circulacin de la inyeccin. Adems deben mantener la

estabilidad de la pared del pozo evitando la entrada de fluidos de la formacin del pozo,

situacin que podra degenerar en un pozo descontrolado o blow out, controlar la

filtracin de agua mediante un buen revoque evitando y controlando contaminaciones nodeseadas por contacto con las distintas formaciones y fluidos.

Como fluidos base de perforacin se utilizan distintos elementos lquidos y

gaseosos, desde agua, dulce o salada, hasta hidrocarburos en distintas proporciones con

agua o ciento por ciento hidrocarburos. La seleccin del fluido a utilizar y sus aditivos

dependen de las caractersticas del terreno a perforar, profundidad final, disponibilidad,

costes, cuidado del ambiente, etc.

Durante la perforacin de un pozo, se realiza el entubado del mismo con caeras de

proteccin intermedias o de produccin y la posterior cementacin de las mismas con elfin de asegurar el primer tramo de la perforacin, entre los 0 y 500 metros

aproximadamente. Donde las formaciones no son del todo consolidadas, arenas, ripios,

etc., hay que proteger las capas acuferas para evitar su contaminacin con los fluidos de

perforacin y proveer de un buen anclaje al sistema de vlvulas de control. Se baja

entonces una tubera casingde dimetro interior mayor al del trpano a emplear en la

siguiente etapa, y se asegura mediante la circulacin de lechadas de cemento que se

bombean por dentro de la tubera y se desplazan hasta el fondo, hasta que las mismas

desbordan y cubren el espacio entre el cao y las paredes del pozo. Estas tuberas as

cementadas aslan al pozo de las formaciones atravesadas.Durante la perforacin tambin se toman registros elctricos que ayudan a conocer

los tipos de formacin y las caractersticas fsicas de las rocas, tales como densidad,

porosidad, contenidos de agua, de petrleo y de gas natural.

Igualmente se extraen pequeos bloques de roca a los que se denominan

"corazones" y a los que se hacen anlisis en laboratorio para obtener un mayor

conocimiento de las capas que se estn atravesando.

Con toda la informacin adquirida durante la perforacin del pozo es posible

determinar con bastante certeza aspectos que contribuirn al xito de una operacin determinacin, tales como:

Profundidad, espesor y propiedades petrofsicas de la zona de inters.

Deteccin de posibles agentes perturbadores de la produccin del pozo

como, por ejemplo, aporte de arena.

Identificacin de capas con potencial para generar problemas (presencia de

acuferos, capas con gases corrosivos, etc.).


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Al finalizar la perforacin el pozo queda literalmente entubado desde la superficie

hasta el fondo, lo que garantiza su consistencia y facilitar posteriormente la extraccin

del petrleo en la etapa de produccin.

Seccin-esquema de un pozo.

En resumen, podemos definirlo como un sistema de tubos acoplados unos a

continuacin de otros que, impulsados por un motor, van girando y perforando hacia

abajo. En el extremo se halla una broca o trpano con dientes que rompen la roca,

cuchillas que la separan y diamantes que la perforan, dependiendo del tipo de terreno.

Adems, existe un sistema de polea mvil del que se suspende el conjunto de los tubosque impide que todo el peso de los tubos recaiga sobre la broca, lo que sera un problema

ya que los pozos pueden tener miles de metros de profundidad.


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5. TERMINACIN.


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Se conoce como terminacin al conjunto de operaciones encaminadas a dotar al

pozo para producir petrleo o gas o para inyectar fluido en los depsitos.

Tras finalizar las tareas de perforacin se procede a la terminacin y reequipamiento

del pozo siendo estas realizadas por una unidad especial que permite el ensayo y

posterior puesta en produccin del mismo.

Esta unidad es similar a la de perforacin pero generalmente con menor potencia y

capacidad ya que trabaja dentro del pozo ya entubado y por consiguiente, con menores

volmenes y dimetros que los empleados con anterioridad lo que limita la posibilidad de

riesgos durante el proceso.

Mediante un mecanismo complejo se realizan las maniobras consistentes en la

extraccin artificial del fluido que contiene o produce el pozo por medio de un pistn que

sube y baja por el interior de la tubera de produccin tubing, conectado al extremo de

un cable enrollable en longitudes previstas, segn la profundidad, sobre un carretemovido mecnicamente. Mediante esta operacin se pueden determinar el caudal y el

tipo de fluido que la capa pueda llegar a producir.

De la calidad de los procedimientos para satisfacer estos requerimientos depender

el comportamiento futuro del pozo para producir el mximo potencial establecido por la

ingeniera.

5.1. DESARROLLO DE LAS TAREAS DE TERMINACIN.

El siguiente

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paso una vez montado el equipo de terminacin, consiste en lalimpieza del pozo y acondicionamiento del fluido de terminacin, para acto seguido,

mediante los perfiles a pozo entubado, precisar la posicin de los estratos productivos

identificados con anterioridad por los perfiles a pozo abierto, as como la posicin de las

caeras de entubacin y por otra parte la continuidad y adherencia del cemento, tanto a

la caera como a la formacin.

Existen nuevas tcnicas que permiten una mayor productividad a la hora de buscar

petrleo como puedan ser la perforacin de pozos direccionales. Adems, se han

desarrollado equipos y materiales que permiten realizar la terminacin y puesta en

produccin de pozos multilaterales con acceso a varias capas de un mismo pozo incluso,acceso a una capa ms remota mediante pozos extendidos horizontalmente.

Si nos encontramos en un supuesto de baja productividad de la formacin, o bien

por la propia naturaleza de la misma o porque pudiera verse daada por los fluidos de

perforacin, cimentacin o proceso de terminacin, deber estimularse la formacin




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productiva mediante procedimientos tales como la acidificacin y la fracturacin

hidrulica.

La acidificacin consiste en inyectar a presin soluciones cidas que penetran en la

formacin a travs de los orificios disolviendo los elementos o partes solidas que puedan

perturbar el flujo del fluido.

Por otra parte, la fracturacin hidrulica consiste en inducir la fracturacin de la

formacin mediante el bombeo a gran caudal y presin de un fluido que penetra

profundamente en la formacin, provocando su ruptura y rellenando simultneamente la

fractura producida con un slido que acta como agente de sostn. El agente

generalmente utilizado es arena de alta calidad y granulometra cuidadosamente

seleccionada que, por efecto de un mejoramiento artificial de la permeabilidad, facilitar

el flujo desde la formacin hacia el pozo a travs de la fractura producida.

Labores de terminacin.


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6. APROVECHAMIENTO DELYACIMIENTO.


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A lo largo de los aos se han realizado clculos que confirman que una bolsa de

petrleo slo se puede aprovechar entre un 25% y un 50% de mximo de su capacidad

total. El petrleo suele estar acompaado en las bolsas por gas y debido a la profundidad

a la que se hallan, estn sometidos a altas presiones, por esa circunstancia, se mantiene

en estado lquido. Al llegar la broca de perforacin, la rotura de la roca impermeableprovoca que la presin baje, por lo que, por un lado, el gas deja de estar disuelto y se

expande y el petrleo deja de tener el obstculo de la roca impermeable y suele ser

empujado por el agua salada que impregna generalmente la roca porosa que se

encuentra por debajo de la bolsa de petrleo. Estas dos circunstancias hacen que el

petrleo suba a la superficie.

6.1. EXTRACCIN O ELEVACIN.

La extraccin6 o elevacin consiste en el flujo de los fluidos producidos, que de

forma espontnea producen la subida del depsito hasta la superficie. Sin embargo, llegaun momento en que la presin interna de la bolsa disminuye hasta un punto en que el

petrleo deja de ascender solo y, por otro lado, el gas, cada vez menor, deja de presionar

sobre el crudo, por lo que hay que forzarlo mediante bombas para que suba.

Este bombeo se realiza hasta el momento en que el coste del sistema de extraccin

es mayor que la rentabilidad que se obtiene del petrleo, por lo que el pozo es

abandonado.

6.2. BOMBEO MECNICO.

La elevacin puede ser natural, cuando el flujo de fluidos como aceite, gas o agua

llega espontneamente a la superficie debido a la alta presin de lquido en los depsitos.

Existen los siguientes mtodos de levantamiento artificial:

6.2.1. Gas lift: cuando se introduce gas comprimido en la columna de

produccin.

6.2.2. Bombeo centrfugo sumergido: aplicado en pozos con fluidos de alta

viscosidad y pozos con altas temperaturas.

6.2.3. Bomba mecnica:el movimiento de rotacin de un motor se transmitepara el fondo del pozo a travs de las varillas de la columna, activando la bomba que

eleva los fluidos producidos hasta la superficie.

6.2.4. Bombeo por cavidades progresivas: se usa principalmente para la

produccin de lquidos con viscosidad alta o baja y pozos poco profundos.




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Seccin unidad de bombeo.

6.3. FLUIDOS DE PROCESAMIENTO PRIMARIO.

6.4. SEPARACIN EN TRES FASES.

Consiste en la separacin en tres fases, gas, petrleo y agua.

En una separacin inicial, el fluido golpea en los deflectores a la entrada del

separador que alteran la direccin del fluido.

En la seccin de la acumulacin de lquido, el agua queda atrapada durante varios

minutos en el fondo del separador. Se separa el agua del aceite a travs de un conductor

de lquido y se separan las burbujas de gas que estaban dentro del aceite a travs de una

chimenea.


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A veces hay algunos problemas operativos en los separadores, como por ejemplo las

espumas que se forman debido a las impurezas presentes en el lquido producido y tiene

la desventaja de dificultar el control de nivel del lquido en el separador, adems ocupan

un volumen que podra estar disponible para dar entrada de ms lquido. La obstruccin

de las parafinas es otro de los problemas operativos que pueden ocurrir, provocando elbloqueo de extraccin de gas y vapor en la seccin de bloqueo de los filtros coalecedores

en la seccin lquida.

La arena transportada por el lquido hasta el separador es tambin un problema, ya

que erosiona las vlvulas, obstruyendo los elementos internos del separador. Las

emulsiones que se forman en la interface de aceite/agua, dificultan el control del nivel del

lquido y disminuyen el tiempo de retencin de la fase de gas y lquido, reduciendo la

eficiencia del proceso.

Todos estos problemas causan el arrastre del aceite por la corriente de gas cuandoel nivel de lquido en el separador es demasiado alto.

6.4.1. Inyeccin de agua.

Para aumentar la rentabilidad de un yacimiento se suele utilizar un sistema de

inyeccin de agua mediante pozos paralelos. Mientras que de un pozo se extrae petrleo,

en el otro se inyecta agua en la bolsa, lo que provoca que la presin no baje y el petrleo

siga siendo empujado a la superficie, y de una manera ms rentable que las bombas.

Este sistema permite aumentar la posibilidad de explotacin de un pozo hasta

aproximadamente un 33% de su capacidad. Dependiendo de las caractersticas del

terreno, esta eficiencia llega al 60%.

6.4.2. Inyeccin de vapor.

En yacimientos con petrleo muy viscoso, con textura de cera, se utiliza la inyeccin

de vapor en lugar de agua, lo que permite conseguir dos efectos:

Por un lado, al igual que con el agua, se aumenta la presin de la bolsa de

crudo para que siga ascendiendo libremente.

Por otro, el vapor reduce la viscosidad del crudo, con lo se hace mssencilla su extraccin ya que fluye ms deprisa.

6.5. EXTRACCIN EN EL MAR.

El avance en las tcnicas de perforacin ha permitido que se puedan desarrollar

pozos desde plataformas situadas en el mar off-shore, en aguas de una profundidad de

varios cientos de metros.

En ellos, para facilitar la extraccin de la roca perforada se hace circular constantemente

lodo a travs del tubo de perforacin y un sistema de toberas en la propia broca.


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Con ello, se han conseguido perforar pozos de 6.400 metros de profundidad desde

el nivel del mar, lo que ha permitido acceder a una parte importante de las reservas

mundiales de petrleo.


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7. TRANSPORTE DEL PETRLEO.


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Normalmente, los pozos petrolferos se encuentran en zonas muy alejadas de los

lugares de consumo, por lo que el transporte del crudo se convierte en un aspecto

fundamental de la industria petrolera, que exige una gran inversin, tanto si el transporte

se realiza mediante oleoductos, como si se realiza mediante buques especiales

denominados petroleros.Al principio de la industria petrolfera, el petrleo generalmente se refinaba cerca

del lugar de produccin. A medida que la demanda fue en aumento, se consider ms

conveniente transportar el crudo a las refineras situadas en los pases consumidores.

Por este motivo, el papel del transporte en la industria petrolfera es muy

importante. Hay que tener en cuenta que, segn los ltimos datos publicados en el BP

Statistical Review of World Energy June 2007, Europa importa el 68,5% de sus

necesidades y Japn, el 99%.

Los pases que se autoabastecen tambin necesitan disponer de redes de transporteeficaces, puesto que sus yacimientos ms importantes se encuentran a millares de

kilmetros de los centros de tratamiento y consumo, como ocurre en Estados Unidos,

Rusia, Canad o Amrica del Sur.

En Europa, el aprovisionamiento de zonas industriales alejadas del mar exige el

equipamiento de puertos capaces de recibir los superpetroleros de 300.000 y 500.000

toneladas de carga, almacenamientos para la descarga y tuberas de conduccin de gran

capacidad.

7.1. MEDIOS DE TRANSPORTE.

Aunque todos7 los medios de transporte son buenos para conducir este producto,

mar, carretera, ferrocarril o tuberas, el petrleo crudo utiliza sobretodo dos medios de

transporte masivo, oleoductos de caudal continuo y petroleros de gran capacidad.

Los otros medios de transporte, barcos de cabotaje, gabarras, vagones cisterna o

camiones cisterna, entre otros, se utilizan, salvo casos excepcionales, como vehculos de

distribucin de productos terminados derivados del petrleo.

En la actualidad no hay en el comercio internacional mercanca individual cuyo

transporte supere en volumen o valor al del petrleo.

La ventaja del petrleo es que su fluidez permite el transporte a granel, lo que

reduce los gastos al mnimo y permite una automatizacin casi completa del proceso.

Gracias a los adelantos tcnicos de hoy en da, basta en muchos casos con hacer la




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conexin de tuberas y proceder a la apertura o cierre de vlvulas, muchas veces de forma

automtica y a distancia con telecontrol.

7.1.1. Petroleros.

Los petroleros son los mayores navos de transporte que existen hoy en da en elmundo. Son inmensos depsitos flotantes que pueden llegar a medir 350 metros de largo

esloray alcanzar las 250.000 toneladas de peso muerto (TPM).

Actualmente casi todos los petroleros en construccin son del tipo de doble casco

en detrimento de los ms antiguos diseos de un solo casco monocascodebido a que

son menos sensibles a sufrir daos y provocar vertidos en accidentes de colisin con otros

buques o embarrancamiento.

A partir de este tipo de barcos, surgi el superpetrolero, de mayor capacidad de

carga y destinado al transporte de crudo desde Medio Oriente alrededor del Cuerno defrica. El superpetrolero Knock Nevis es la embarcacin ms grande del mundo.

Actualmente se transportan por mar ms de mil millones de toneladas de crudo al

ao en todo el mundo.

El petrolero es el medio ms econmico para transportar petrleo a grandes

distancias y tiene la ventaja de una gran flexibilidad de utilizacin. Su principal

caracterstica es la divisin de su espacio interior en cisternas individuales, lo que permite

separar los diferentes tipos de petrleo o sus productos derivados.

Petrolero Knock Nevis.

7.1.2. Oleoductos.

Los oleoductos son el conjunto de instalaciones que sirve de transporte por tubera

de los productos petrolferos lquidos, en bruto o refinados.

El trmino oleoducto comprende no slo la tubera en s misma, sino tambin las

instalaciones necesarias para su explotacin, depsitos de almacenamiento, estaciones


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de bombeo, red de transmisiones, conexiones y distribuidores, equipos de limpieza,

control medioambiental, etc.

Los oleoductos tienen distintas capacidades de transporte, dependiendo del tamao

de la tubera. En lneas generales, el dimetro de los oleoductos vara entre 150 mm y 915

mm. Adems pueden ser tanto de superficie como subterrneos, donde alcanzan los 2 m

de profundidad. La velocidad estimada del crudo dentro de los oleoductos es de 5 km/h.

Los oleoductos de petrleo crudo comunican los depsitos de almacenamiento de

los campos de extraccin con los depsitos costeros o, directamente, con los depsitos de

las refineras.

En los pases que se suministran de crudos por va martima, el oleoducto asegura el

enlace entre los depsitos portuarios de recepcin y las refineras del interior.

Existen en el mundo ms de 1.500.000 kilmetros de tubera destinados al

transporte de crudos y de productos terminados, de los cuales el 70% se utilizan para gas

natural, el 20 por ciento para crudos y el 10 por ciento restante para productos

terminados carburantes.

Los Estados Unidos tienen la red de oleoductos ms densa del mundo. En Europa

existen cinco grandes lneas de transporte de crudo que, partiendo de los terminales

martimos de Trieste, Gnova, Lavera, Rotterdam y Wilhelnshaven, llevan el petrleo a las

refineras del interior. Esta red es de 3.700 kilmetros, una extensin que se queda

pequea si se compara con los 5.500 kilmetros del oleoducto del Comecn o de laAmistad, que parte de la cuenca del Volga-Urales (600 kilmetros al este de Mosc) y que

suministra crudo a Polonia, Alemania, Hungra y otros pases centro europeos.

7.2. FUNCIONAMIENTO DE UN OLEODUCTO.

El petrleo circula por el interior de la conduccin gracias al impulso que

proporcionan las estaciones de bombeo, cuyo nmero y potencia estn en funcin del

volumen a transportar, de la viscosidad del producto, del dimetro de la tubera, de la

resistencia mecnica y de los obstculos geogrficos a sortear. En condiciones normales,

las estaciones de bombeo se encuentran situadas a 50 kilmetros unas de otras.

Tambin existen pozos submarinos. Por lo tanto, se necesitan oleoductos

submarinos para transportar el crudo. A medida que aumenta la produccin de petrleo

en el mar se van construyendo ms oleoductos submarinos. Estos se tienden con barcazas

"tiende tubos" especiales, en las cuales se sueldan los tramos de tubo de acero antes de

colocarlos en el lecho marino. Si el oleoducto es de pequeo dimetro el tubo puede

desenrollarse desde un gigantesco carrete para tenderlo directamente en el lecho

marino, evitndose as la necesidad de soldar en el mar. Cuando se transporta crudo

pesado, puede ser necesario poner aislamiento trmico en el oleoducto, para que el


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petrleo fluya con facilidad. Las tuberas de menor dimetro generalmente se tienden en

una trinchera para protegerlas del equipo usado por los buques pesqueros.

El crudo parte de los depsitos de almacenamiento, donde por medio de una red de

canalizaciones y un sistema de vlvulas se pone en marcha la corriente o flujo del

producto. Desde un puesto central de control se dirigen las operaciones y los controles

situados a lo largo de toda la lnea de conduccin. El cierre y apertura de vlvulas y el

funcionamiento de las bombas se regulan por mando a distancia.

La construccin de un oleoducto supone una gran obra de ingeniera y por ello, en

muchos casos, es realizada conjuntamente por varias empresas. Tambin requiere de

complicados estudios econmicos, tcnicos y financieros con el fin garantizar su

operatividad y el menor impacto posible en el medio ambiente.

El trazado debe ser recto en la medida de lo posible y, normalmente, la tubera esenterrada en el subsuelo para evitar los efectos de la dilatacin. Los conjuntos de tubos

se protegen contra la corrosin exterior antes de ser enterrados. Las tuberas se cubren

con tierra y el terreno, tras el acondicionamiento pertinente, recupera su aspecto

anterior.

Oleoducto entre Canad y el Golfo de Mxico.


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8. REFINO Y OBTENCIN DE PRODUCTOS.


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El petrleo, tal8como se extrae del yacimiento, no tiene aplicacin prctica alguna.

Por ello, se hace necesario separarlo en diferentes fracciones que s son de utilidad. Este

proceso se realiza en las refineras.

Una refinera es una instalacin industrial en la que se transforma el petrleo crudo

en productos tiles para distintas aplicaciones energticas o de otro tipo. El conjunto deoperaciones que se realizan en las refineras para conseguir estos productos se

denominan procesos de refino.

La industria del refino tiene como finalidad obtener del petrleo la mayor cantidad

posible de productos de calidad bien determinada, que van desde los gases ligeros, como

el propano y el butano, hasta las fracciones ms pesadas, fuelleo y asfaltos, pasando por

otros productos intermedios como las gasolinas, el gasoil, aceites lubricantes y las naftas.

El petrleo bruto contiene todos estos productos en potencia porque est

compuesto casi exclusivamente de hidrocarburos, cuyos dos elementos son el carbn y elhidrgeno. Ambos elementos al combinarse entre s pueden formar infinita variedad de

molculas.

Los procesos de refino dentro de una refinera se pueden clasificar, por orden de

realizacin y de forma general, en destilacin, conversin y tratamiento. Antes de

comenzar este proceso se realiza un anlisis de laboratorio del petrleo, puesto que no

todos los petrleos son iguales, ni de todos se pueden extraer las mismas sustancias. A

continuacin se realizan una serie de refinados piloto donde se experimentan a

pequea escala todas las operaciones de refino. Una vez comprobados los pasos a

realizar, se inicia el proceso.

La primera refinera, inaugurada en 1861, produca queroseno mediante destilacin

atmosfrica simple. Entre los subproductos haba alquitrn y nafta. Pronto se descubri

que podan producirse aceites lubricantes de alta calidad destilando petrleo al vaco.

Con todo, durante los 30 aos siguientes el queroseno fue el producto de mayor

demanda. Los dos acontecimientos ms significativos en el cambio de esta situacin

fueron:

La invencin de la luz elctrica, que redujo la demanda de queroseno,

La invencin del motor de combustin interna, al que sigui una demanda

de gasleo disel y gasolina (nafta).

Con la llegada de la produccin a gran escala y la primera Guerra Mundial, el

nmero de vehculos propulsados por gasolina aument de manera espectacular, como lo

hizo la demanda de gasolina. Con todo, los procesos de destilacin atmosfrica y al vaco




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slo permitan obtener del petrleo crudo cierta cantidad de gasolina. El primer proceso

de craqueo trmico se aplic en 1913. El craqueo trmico someta los combustibles

pesados a presin y calor intenso, descomponiendo as fsicamente sus grandes molculas

en otras ms pequeas, con lo que produca ms gasolina y combustibles de destilacin. A

fines del decenio de 1930 se aplic una forma ms elaborada de craqueo trmico, laruptura de la viscosidad, que permita obtener productos ms valiosos y apreciables.

Al elaborarse motores de gasolina de compresin ms elevada, se produjo una

demanda de gasolina de mayor octanaje, con mejores cualidades antidetonantes.

La introduccin del craqueo cataltico y de los procesos de polimerizacin en la

segunda mitad del decenio de 1930, satisfizo esta demanda al proporcionar gasolina de

mayor rendimiento y octanajes ms elevados. Al comienzo del decenio de 1940 se

desarroll la alquilacin, otro proceso cataltico, para producir ms gasolina destinada al

campo de la aviacin de alto octanaje y cargas petroqumicas para la fabricacin deexplosivos y caucho sinttico.

Le sigui la isomerizacin cataltica, cuyo objeto era convertir los hidrocarburos para

producir mayores cantidades de materias primas para la alquilacin.

Despus de la segunda Guerra Mundial se introdujeron diversos procesos de

reforma que mejoraron la calidad y el rendimiento de la gasolina, y proporcionaron

productos de mayor calidad. Algunos de ellos requeran el empleo de catalizadores y/o de

hidrgeno para cambiar las molculas y eliminar el azufre.

Durante el decenio de 1960 se introdujeron mejoras en los catalizadores y seelaboraron mtodos de proceso, como el hidrocraqueo y la reforma, para aumentar los

rendimientos de la gasolina y mejorar las cualidades antidetonantes. Tales procesos

catalticos produjeron tambin molculas de doble enlace alquenos, base de la

moderna industria petroqumica.

El nmero y tipo de los diferentes procesos utilizados en las modernas refineras

dependen principalmente de la naturaleza de los crudos empleados como materia prima

y de los requisitos de los productos finales. Tambin influyen en los procesos factores

econmicos, costes de los crudos, valores de los productos, disponibilidad de servicios

bsicos y transporte.


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9. PRODUCTOS DEL PETRLEO.


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El refino9de petrleo ha evolucionado continuamente en respuesta a la demanda

de productos mejores y diferentes por parte de los consumidores. El requisito original del

proceso era producir queroseno como fuente de combustible para el alumbrado ms

barata y mejor que el aceite de ballena. La elaboracin del motor de combustin interna

condujo a la produccin de benceno, gasolina y gasleos disel.La evolucin del aeroplano hizo necesarios la gasolina de aviacin de alto octanaje y

el combustible para aviones de reaccin, que es una forma ms elaborada del producto

original de las refineras, el queroseno.

Las refineras actuales producen varios productos, muchos de los cuales se utilizan

como materia prima para procesos de craqueo y fabricacin de lubricantes, y para la

industria petroqumica.

Se clasifican en trminos generales como combustibles, cargas petroqumicas,

disolventes, aceites de proceso, lubricantes y productos especiales, como cera, asfalto ycoque.

En el procesado de hidrocarburos se utilizan, o se forman como resultado del

mismo, varios productos qumicos. A continuacin figura una breve descripcin de

aqullos que son especficos y caractersticos del refino.

9.1. DIXIDO DE AZUFRE.

El gas procedente de la combustin de combustibles de alto contenido en azufre

suele tener niveles altos de dixido de azufre, que se elimina por lo comn mediantelavado con agua.

9.2. CUSTICOS.

Se aaden custicos al agua de desalinizacin para neutralizar cidos y reducir la

corrosin. Se aaden tambin al crudo desalinizado con el fin de reducir la cantidad de

cloruros corrosivos de los productos de las zonas superiores de la torre. Se utilizan en

procesos de tratamiento de las refineras para eliminar contaminantes de las corrientes

de hidrocarburos.

9.3. XIDOS DE NITRGENO Y MONXIDO DE CARBONO.

El gas de chimenea contiene hasta 200 ppm. partculas por milln, de xido

ntrico, que reacciona lentamente con el oxgeno y forma dixido de nitrgeno. El xido

ntrico no se elimina mediante el lavado con agua, por lo que el dixido de nitrgeno

puede disolverse en el agua y formar cido nitroso y ntrico. Por lo comn, el gas de




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chimenea slo contiene una pequea cantidad de monxido de carbono, a menos que la

combustin sea anmala.

9.4. CIDO SULFHDRICO.

El cido sulfhdrico se encuentra de modo natural en la mayora de los crudos depetrleo y se forma tambin durante el procesado debido a la descomposicin de

compuestos de azufre inestables. El cido sulfhdrico es un gas extremadamente txico,

incoloro e inflamable, ms pesado que el aire y soluble en agua. Tiene un olor a huevos

podridos que se percibe a concentraciones muy por debajo de su lmite de exposicin,

que es muy bajo. Aun as, no ha de confiarse en ese olor como seal de alerta, pues los

sentidos se desensibilizan casi de forma inmediata al producirse la exposicin. Se

necesitan detectores especiales para alertar a los trabajadores de la presencia de cido

sulfhdrico, y en presencia del gas debe utilizarse proteccin respiratoria adecuada. La

exposicin a niveles bajos de cido sulfhdrico causa irritacin, mareos y cefaleas,mientras que la exposicin a niveles por encima de los lmites prescritos causa depresin

del sistema nervioso e incluso la muerte.

9.5. AGUA AMARGA.

El agua amarga es agua de proceso que contiene cido sulfhdrico, amonaco,

fenoles, hidrocarburos y compuestos de azufre de bajo peso molecular. Se produce al

absorber el vapor fracciones de hidrocarburos durante la destilacin, en la regeneracin

de catalizador o al absorber el vapor cido sulfhdrico durante el hidrotratamiento y el

hidroacabado. Tambin se genera por la adicin de agua a procesos para absorber cido

sulfhdrico y amonaco.

9.6. CIDO SULFRICO Y CIDO FLUORHDRICO.

Ambos se utilizan como catalizadores en los procesos de alquilacin. El cido

sulfrico se emplea tambin en algunos de los procesos de tratamiento.

9.7. CATALIZADORES SLIDOS.

En los procesos de refino se utilizan varios catalizadores slidos diferentes, de

numerosas formas distintas, desde pastillas hasta cuentas granulares o polvos,

constituidos por diversos materiales y con diversas composiciones. En unidades de lecho

mvil y fijo se emplean catalizadores de pastillas extruidas, mientras que en procesos de

lecho fluido se usan catalizadores de partculas esfricas finas. Los catalizadores utilizados

en procesos que eliminan el azufre estn impregnados decobalto, nquel o molibdeno. En

las unidades de craqueo se emplean catalizadores de funcin cida, arcilla natural,

almina-slice y zeolitas. En la isomerizacin y la reforma se emplean catalizadores de

funcin cida impregnados de platino u otros metales nobles. Los catalizadores agotados

requieren medidas especiales de manipulacin y proteccin frente a las exposiciones,


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dado que a veces contienen metales, aceites aromticos, compuestos aromticos

policclicos cancergenos u otros materiales peligrosos, y tambin pueden ser pirofricos.

9.8. COMBUSTIBLES.

Los principales productos combustibles son el gas de petrleo licuado, la gasolina, elqueroseno, el combustible para motores de reaccin, el gasleo disel, el gasleo para

calefaccin y el fuel residual.

9.8.1. El gas de petrleo licuado (GLP),constituido por mezclas de hidrocarburos

parafnicos y olefnicos, como el propano y el butano, se produce para utilizarlo

como combustible, y se almacena y manipula en fase lquida a presin. El GPL

tiene puntos de ebullicin que van desde aproximadamente 74 C hasta 38 C, es

incoloro y sus vapores son ms pesados que el aire y extremadamente

inflamables. Las cualidades importantes del GPL desde la perspectiva de la salud y

seguridad en el trabajo, son la presin de vapor y el control de los contaminantes.

9.8.2. Gasolina,el producto ms importante de las refineras es la gasolina para

motores, una mezcla de fracciones de hidrocarburos con puntos de ebullicin

relativamente bajos, incluida la gasolina reformada, de aquilato, nafta aliftica

(nafta ligera de destilacin directa), nafta aromtica (nafta de craqueo trmico y

cataltico) y aditivos. Las mezclas de gasolina tienen puntos de ebullicin que van

desde temperaturas ambiente hasta unos 204 C, y un punto de inflamacin

inferior a 40 C. Las cualidades crticas de la gasolina son el ndice de octano

(cualidad antidetonante), la volatilidad (arranque y tapn de vapor) y la presin devapor (control ambiental). Los aditivos se utilizan para mejorar el rendimiento de

la gasolina y proporcionar proteccin frente a la oxidacin y la corrosin. La

gasolina empleada en aviacin es un producto de alto ndice de octano, una

mezcla especialmente estudiada para ofrecer buen rendimiento a grandes

altitudes.

9.8.3. El plomo tetraetlico (PTE) y el plomo tetrametlico (PTM), son aditivos de

la gasolina que mejoran los ndices de octano y las cualidades antidetonantes. En

un esfuerzo por reducir la presencia de plomo en las emisiones de escape de los

automviles, estos aditivos ya no se utilizan de modo habitual, excepto en la

gasolina empleada en aviacin. Para mejorar las cualidades antidetonantes de la

gasolina sin plomo y reducir las emisiones de monxido de carbono, en lugar de

PTE y PTM se utilizan etilbutilter terciario (EBET), metilbutilter terciario (MBET),

amilmetilter terciario (AMET) y otros compuestos oxigenados.

9.8.4. Combustible para motores de reaccin y queroseno, es una mezcla de

parafinas y naftenos, generalmente con menos de un 20 % de componentes

aromticos. Tiene un punto de inflamacin superior a 38 C y un intervalo de

temperaturas de ebullicin de 160 C a 288 C, y se utiliza para alumbrado,calefaccin, disolventes y para mezclarlo con gasleo disel. El combustible para


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motores de reaccin es un destilado intermedio de queroseno cuyas cualidades

crticas son el punto de congelacin, el punto de inflamacin y el punto de humo.

El combustible comercial para motores de reaccin tiene un rango de ebullicin de

aproximadamente 191C a 274 C, y el combustible para motores de reaccin de

uso militar, un rango de 55 C a 288 C.9.8.5. Combustibles de destilacin, los gasleos disel y los de calefaccin

domstica son mezclas de color claro de parafinas, naftenos y componentes

aromticos, que a veces contienen cantidades moderadas de olefinas. Los

combustibles de destilacin tienen puntos de inflamacin superiores a 60 C y

rangos de ebullicin de 163 C a 371 C aproximadamente, y con frecuencia se

someten a hidrodesulfuracin para mejorar la estabilidad. Al ser combustibles,

cuando se tratan emiten vapores que forman mezclas inflamables con el aire.

Entre las cualidades idneas de los combustibles de destilacin estn los puntos

de inflamacin y de goteo controlado, la combustin limpia, la ausencia de

formacin de depsitos en los tanques de almacenamiento y un ndice de cetano

de los gasleos disel adecuado para un buen arranque y una combustin

satisfactoria.

9.8.6. Combustibles residuales, muchos barcos e instalaciones comerciales e

industriales utilizan combustibles residuales o combinaciones de combustibles

residuales y de destilacin, para generacin de energa y calor y para procesado.

Los combustibles residuales son mezclas lquidas de color oscuro y alta viscosidad

de molculas grandes de hidrocarburos, con puntos de inflamacin superiores a

121 C y altos puntos de ebullicin. Las especificaciones crticas de los

combustibles residuales son la viscosidad y el bajo contenido de azufre para el

control ambiental.

9.9. CARGAS PETROQUMICAS.

Muchos productos derivados del refino de crudos de petrleo, como el etileno,

propileno y butadieno, son hidrocarburos olefnicos derivados de procesos de craqueo de

refineras, y estn destinados a su utilizacin en la industria petroqumica como materias

primas para la produccin de plsticos, amonaco, caucho sinttico, glicol, etc.

9.10. DISOLVENTES DERIVADOS DEL PETRLEO.

Varios compuestos puros, entre ellos el benceno, el tolueno, el xileno, el hexano y el

heptano, cuyos puntos de ebullicin y composicin en cuanto a hidrocarburos estn

estrictamente controlados, se obtienen para utilizarlos como disolventes. Los disolventes

se clasifican en aromticos y no aromticos, segn su composicin. Su empleo como

diluyentes de pintura, lquidos de limpieza en seco, desengrasantes, disolventes

industriales y de plaguicidas, etc., suele estar determinado por su punto de inflamacin,

que vara desde bastante menos de18 C hasta ms de 60 C.


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Los riesgos asociados con los disolventes son semejantes a los de los combustibles,

ya que los disolventes con un punto de inflamacin ms bajo son inflamables, y sus

vapores, cuando se mezclan con aire que est dentro del rango de inflamabilidad, pueden

entrar en ignicin. Por lo comn, los disolventes aromticos tienen mayor toxicidad que

los no aromticos.

9.11. ACEITES DE PROCESO.

Los aceites de proceso comprenden el rango de alto punto de ebullicin, los

productos de destilacin directa atmosfrica o al vaco, y los que se obtienen por craqueo

trmico o cataltico. Se trata de mezclas complejas que contienen grandes molculas de

hidrocarburos parafnicos, naftnicos y aromticos con ms de 15 tomos de carbono, se

utilizan como cargas para craqueo o fabricacin de lubricantes. Los aceites de proceso

tienen viscosidades bastante altas, puntos de ebullicin comprendidos entre 260 C y 538

C y puntos de inflamacin superiores a 121 C. Los aceites de proceso son irritantes parala piel y contienen compuestos de azufre, nitrgeno y oxgeno. Debe evitarse la inhalacin

de vapores y nieblas, y la exposicin cutnea debe controlarse con medios de proteccin

personal y buenas prcticas higinicas.

9.12. LUBRICANTES Y GRASAS.

Los aceites lubricantes bsicos se obtienen mediante procesos de refino especiales

de acuerdo con requisitos especficos de los clientes. Son mezclas de color claro a

intermedio, baja volatilidad, y viscosidad entre intermedia y alta, de aceites parafnicos,

naftnicos y aromticos, con rangos de ebullicin entre 371 C y 538 C.

Con los aceites lubricantes base se mezclan aditivos como desemulsificantes,

antioxidantes y elementos que mejoran de la viscosidad a fin de proporcionarles las

caractersticas exigidas a los aceites de motor, aceites hidrulicos y para turbinas, grasas

industriales, lubricantes, aceites para engranajes y aceites de corte. La cualidad ms

crtica de un aceite lubricante base es un alto ndice de viscosidad, lo que, a temperaturas

variables, proporciona menores cambios en viscosidad. Tal caracterstica la tiene el

petrleo crudo utilizado como carga o se consigue por medio de aditivos que mejoren el

ndice de viscosidad. Se aaden detergentes para mantener en suspensin cualquier lodoformado durante el uso del aceite.

Las grasas son mezclas de aceites lubricantes y jabones metlicos, a los que se

aaden materiales de funcin especfica, como amianto, grafito, molibdeno, siliconas y

talco para proporcionar aislamiento o lubricidad. Los aceites de corte y los aceites de

transformacin de metales son aceites lubricantes con aditivos especiales, como cloro,

azufre y cidos grasos, que reaccionan bajo la accin del calor, proporcionando as

lubricacin y proteccin a las herramientas de corte. A los aceites de corte solubles en

agua se les aaden emulsificantes y agentes antibacterianos.


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Aunque los aceites lubricantes no son irritantes por s mismos y tienen baja

toxicidad, los aditivos presenta ciertos riesgos. Los usuarios deben consultar los datos de

seguridad de los materiales que figuran en la informacin facilitada por el proveedor,

para determinar los riesgos de ciertos aditivos, lubricantes, aceites de corte y grasas

especficos. El principal riesgo de los lubricantes es la dermatitis, que normalmente secontrola con equipos de proteccin personal y unas prcticas higinicas adecuadas. De

forma aislada, en algunos trabajadores aparece sensibilidad a los aceites de corte o

lubricantes, lo que har necesario asignarles a un puesto de trabajo en que no pueda

producirse el contacto. Existe cierta preocupacin por la exposicin cancergena a

vapores de aceites de corte y aceites ligeros para husillos, de base naftnica, que se

controla mediante sustitucin, medidas de control tcnico o proteccin personal. Los

riesgos de exposicin a la grasa son similares a los del aceite lubricante, con los riesgos

aadidos que presentan los materiales o aditivos de las grasas.

9.13. PRODUCTOS ESPECIALES.

La cera se utiliza para proteger productos alimenticios, en revestimientos, como

ingrediente de otros productos, cosmticos y cremas limpiadoras de calzado, y para velas.

El azufre se produce como resultado del refino del petrleo. Se almacena unas veces

en fase lquida, calentado y fundido, en depsitos cerrados, y otras en fase slida, en

recipientes o a la intemperie.

El coque es carbono casi puro y tiene diversos usos, desde electrodos hasta pastillas

combustibles para barbacoas, dependiendo de sus caractersticas fsicas, que sonresultado del proceso de coquizacin.

El asfalto, que se utiliza principalmente para pavimentar carreteras y fabricar

materiales para cubiertas y tejados, debe ser inerte a la mayora de las sustancias

qumicas y condiciones meteorolgicas.

Las ceras y asfaltos son slidos a temperatura ambiente, si bien para su

almacenamiento, manipulacin y transporte se requieren temperaturas ms elevadas,

con el consiguiente riesgo de que se produzcan quemaduras. La cera de petrleo est tan

refinada que, por lo comn, no presenta ningn riesgo. El contacto de la piel con la cerapuede causar taponamiento de los poros, que se controla con las prcticas higinicas

adecuadas. Para evitar la exposicin al cido sulfhdrico al abrir depsitos de asfalto y de

azufre fundido basta con utilizar medidas adecuadas de control tcnico o proteccin

respiratoria. El azufre es tambin fcilmente inflamable a temperaturas elevadas.


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10. DESTILACIN PETRLEO.


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La destilacin es la operacin fundamental para el refino del petrleo. Su objetivo es

conseguir, mediante calor, separar los diversos componentes del crudo. Cuando el crudo

llega a la refinera es sometido a un proceso denominado destilacin fraccionada.

El petrleo crudo calentado se separa fsicamente en distintas fracciones de

destilacin directa, diferenciadas por puntos de ebullicin especficos y clasificados, pororden decreciente de volatilidad, en gases, destilados ligeros, destilados intermedios,

gasleos y residuo.

Existen varios sistemas de destilacin.

10.1. DESTILACIN ATMOSFRICA.

En10 las torres de destilacin atmosfrica, el crudo desalinizado se precalienta

utilizando calor recuperado del proceso. Despus pasa a un calentador de carga de crudo

de caldeo directo, y desde all a la columna de destilacin vertical, justo por encima del

fondo, a presiones ligeramente superiores a la atmosfrica y a temperaturas

comprendidas entre 343 C y 371 C, para evitar el craqueo trmico que se producira a

temperaturas superiores. Las fracciones ligeras de bajo punto de ebullicinse difunden

en la parte superior de la torre, de donde son extradas continuamente y enviadas a otras

unidades para su ulterior proceso, tratamiento, mezcla y distribucin.

Las fracciones con los puntos de ebullicin ms bajos, el gas combustible y la nafta

ligera, se extraen de la parte superior de la torre por una tubera en forma de vapores. La

nafta, o gasolina de destilacin directa, se toma de la seccin superior de la torre como

corriente de productos de evaporacin. Tales productos se utilizan como cargaspetroqumicas y de reforma, material para mezclas de gasolina, disolventes y GPL.

Las fracciones del rango de ebullicin intermedio, gasleo, nafta pesada y

destilados, se extraen de la seccin intermedia de la torre como corrientes laterales y se

envan a las operaciones de acabado para su empleo como queroseno, gasleo disel,

fuel, combustible para aviones de reaccin, material de craqueo cataltico y productos

para mezclas. Algunas de estas fracciones lquidas se separan de sus residuos ligeros, que

se devuelven a la torre como corrientes de reflujo descendentes.

Las fracciones pesadas, de alto punto de ebullicin denominadas residuos o crudoreducido, que se condensan o permanecen en el fondo de la torre, se utilizan como fuel,

para fabricar betn o como carga de craqueo, o bien se conducen a un calentador y a la

torre de destilacin al vaco para su fraccionamiento.

10 http://desarrolloyenergia.blogspot.com.es/2011/02/petroleo-energia-y-materia-prima-para.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pope/pope.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos31/origen-petroleo/origen-petroleo2.shtml

http://www.petronor.com/web/es/refineria/asi_funciona.aspxhttp://www.repsol.com/es_es/corporacion/conocer-repsol/presentacion/hitos-2008/mayor-inversion-de-la-historia.aspx


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10.2. DESTILACIN AL VACO.

Las torres de destilacin al vaco proporcionan la presin reducida necesaria para

evitar el craqueo trmico al destilar el residuo, o crudo reducido, que llega de la torre

atmosfrica a mayores temperaturas. Los diseos internos de algunas torres de vaco se

diferencian de los de las torres atmosfricas en que en lugar de platos se utiliza relleno alazar y pastillas separadoras de partculas areas. A veces se emplean tambin torres de

mayor dimetro para reducir las velocidades. Una torre de vaco ordinaria de primera fase

produce gasleos, material base para aceites lubricantes y residuos pesados para

desasfaltacin de propano. Una torre de segunda fase, que trabaja con un nivel menor de

vaco, destila el excedente de residuo de la torre atmosfrica que no se utiliza para

procesado de lubricantes, y el residuo sobrante de la primera torre de vaco no utilizado

para la desasfaltacin.

Por lo comn, las torres de vaco se usan para separar productos de craqueocataltico del residuo sobrante. Asimismo, los residuos de las torres de vaco pueden

enviarse a un coquificador, utilizarse como material para lubricantes o asfalto, o

desulfurarse y mezclarse para obtener fuel bajo en azufre.

10.3. COLUMNAS DE DESTILACIN.

En las refineras hay muchas otras torres de destilacin ms pequeas,

denominadas columnas, diseadas para separar productos especficos y exclusivos, las

cuales trabajan segn los mismos principios que las torres atmosfricas. Por ejemplo, un

despropanizador es una columna pequea diseada para separar el propano delisobutano y otros componentes ms pesados. Para separar el etilbenceno y el xileno se

utiliza otra columna ms grande. Unas torres pequeas de burbujeo, llamadas torres

rectificadoras, utilizan vapor para eliminar vestigios de productos ligeros gasolina de

corrientes de productos ms pesados.

Las temperaturas, presiones y reflujo de control deben mantenerse dentro de los

parmetros operacionales para evitar que se produzca craqueo trmico dentro de las

torres de destilacin. Se utilizan sistemas de descarga dado que pueden producirse

desviaciones de presin, temperatura o niveles de lquidos si fallan los dispositivos de

control automtico. Se vigilan las operaciones para evitar la entrada de crudo en la carga

de la unidad de reforma. Los crudos utilizados como materia prima contienen a veces

cantidades apreciables de agua en suspensin que se separa al principio del proceso y

que, junto con el agua procedente de la purga de vapor que queda en la torre, se

deposita en el fondo de sta. Es posible que esta agua se caliente hasta alcanzar el punto

de ebullicin, originando una explosin por vaporizacin instantnea al entrar en

contacto con el aceite de la unidad.

El intercambiador de precalentamiento, el horno de precalentamiento, el

intercambiador de calor de residuos, la torre atmosfrica, el horno de vaco, la torre devaco y la seccin superior de evaporacin sufren corrosin por efecto del cido


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clorhdrico (HCl), el cido sulfhdrico (H2S), el agua, los compuestos de azufre y los cidos

orgnicos. Cuando se procesan crudos sulfurosos es posible que la corrosin sea intensa

tanto en las torres atmosfricas como en las de vaco si la temperatura de las partes

metlicas excede de 232 C, y en los tubos de los hornos. El (H2S) hmedo tambin

produce grietas en el acero. Al procesar crudos con alto contenido de nitrgeno seforman, en los gases de combustin de los hornos, xidos de nitrgeno, que son

corrosivos para el acero cuando se enfran a bajas temperaturas en presencia de agua.

Se utilizan productos qumicos para controlar la corrosin por cido clorhdrico

producida en las unidades de destilacin.

Puede inyectarse amonaco en la corriente de la seccin superior antes de la

condensacin inicial, y/o inyectarse con mucho cuidado una solucin alcalina en la

alimentacin de petrleo crudo caliente. Si no se inyecta suficiente agua de lavado, se

forman depsitos de cloruro de amonio y se produce una intensa corrosin.La destilacin atmosfrica y al vaco son procesos cerrados, por lo que las

exposiciones son mnimas. Cuando se procesan crudos agrios con alto contenido de

azufre, se produce exposicin al cido sulfhdrico en el intercambiador y el horno de

precalentamiento, la zona de destilacin instantnea y el sistema de evaporacin superior

de la torre, el horno y la torre de vaco, y el intercambiador de calor de residuos. Todos

los crudos de petrleo y los productos de destilacin contienen compuestos aromticos

de alto punto de ebullicin, como los HAP cancergenos.

La exposicin de corta duracin a altas concentraciones de vapor de nafta causa

cefaleas, nuseas y mareos, y la de larga duracin, prdida del conocimiento. Las naftas

aromticas contienen benceno, por lo que debe limitarse la exposicin a las mismas. Es

posible que los productos de evaporacin del deshexanizador contengan grandes

cantidades de hexano normal que afecten al sistema nervioso. En el intercambiador de

precalentamiento, en zonas superiores de la torre y en productos de evaporacin a veces

hay cloruro de hidrgeno. El agua residual contiene a veces sulfuros hidrosolubles en

altas concentraciones y otros compuestos hidrosolubles, como amonaco, cloruros, fenol

y mercaptano, dependiendo del crudo de partida y de los productos qumicos de

tratamiento.

10.4. CONVERSIN DEL PETRLEO.

Para hacer ms rentable el proceso de refino y adecuar la produccin a la demanda,

es necesario transformar los productos utilizando tcnicas de conversin. Los principales

procedimientos de conversin son el crackingy el reformado.

Los procedimientos de cracking o craqueo consisten en una ruptura molecular y

los convierte en productos ms valiosos, hidrocarburos gaseosos, materiales para mezclas

de gasolina, gasleo y fuel. Durante el proceso, algunas de las molculas se combinan


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para formar molculas mayores polimerizan, se pueden realizar, en general, con dos

tcnicas:

10.4.1. El craqueo trmico:rompe las molculas mediante calor, Los procesos

de craqueo trmico, desarrollados en 1913, se basan en la destilacin por calor de

combustibles y aceites pesados, bajo presin, en grandes tambores, hasta que se

rompen, dividen, en molculas ms pequeas con mejores cualidades

antidetonantes. El primer mtodo, que produca grandes cantidades de coque

slido, sin valor, ha evolucionado hasta los modernos procesos de craqueo trmico,

entre los que se cuentan la ruptura de la viscosidad, el craqueo en fase de vapor y la

coquizacin.

10.4.2. El craqueo cataltico: realiza la misma operacin mediante un

catalizador, que es una sustancia que causa cambios qumicos sin que ella misma

sufra modificaciones en el proceso. El craqueo cataltico descompone loshidrocarburos complejos en molculas ms simples para aumentar la calidad y

cantidad de otros productos ms ligeros y valiosos para este fin y reducir la cantidad

de residuos. Los hidrocarburos pesados se exponen, a alta temperatura y baja

presin, a catalizadores que favorecen las reacciones qumicas. Este proceso

reorganiza la estructura molecular, convirtiendo las cargas de hidrocarburos

pesados en fracciones ms ligeras, como queroseno, gasolina, GPL, gasleo para

calefaccin y cargas petroqumicas

Las tcnicas de conversin tambin se pueden aplicar a componentes ms ligeros.

Este es el caso del reformado. Gracias a este proceso, la nafta puede convertirse en

presencia de platino, que acta como catalizador, en componentes de alta calidad para

las gasolinas.

La reforma cataltica y la isomerizacin son procesos que reorganizan las molculas

de hidrocarburos para obtener productos con diferentes caractersticas. Despus del

craqueo algunas corrientes de gasolina, aunque tienen el tamao molecular correcto,

requieren un proceso para mejorar su rendimiento, por ser deficitarias en algunas

cualidades, como el ndice de octano o el contenido de azufre. La reforma de hidrgeno,

al vaporproduce hidrgeno adicional para utilizarlo en el proceso de hidrogenacin.

Como resultado de la conversin se crean varias molculas de hidrocarburos que no

suelen encontrarse en el petrleo crudo, aunque son importantes para el proceso de

refino.


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11. TRATAMIENTO DEL PETRLEO.


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En general,11 los productos obtenidos en los procesos anteriores no se pueden

considerar productos finales. Antes de su comercializacin deben ser sometidos a

diferentes tratamientos para eliminar o transformar los compuestos no deseados que

llevan consigo. Estos compuestos son, principalmente, derivados del azufre.

Con este ltimo proceso, las refineras obtienen productos que cumplen con lasnormas y especificaciones del mercado. El proceso de craqueo cataltico, antes

mencionado, permite la produccin de muchos hidrocarburos diferentes que luego

pueden recombinarse mediante la alquilacin, la isomerizacin o reformacin cataltica

para fabricar productos qumicos y combustibles de elevado octanaje para motores

especializados.

La fabricacin de estos productos ha dado origen a una gigantesca industria

petroqumica que produce alcoholes, detergentes, caucho sinttico, glicerina,

fertilizantes, azufre, disolventes, materias primas para fabricar medicinas, nailon,plsticos, pinturas, polisteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y

materiales aislantes, as como otros componentes para la produccin de abonos. La

planta de tratamiento ms usual es:

MTBE metilbutileter terciario: para mejorar la calidad de la gasolina,

alquilacin, para reducir los derivados de plomo, e isomerizacin, para obtener

productos de alto ndice de octano que son utilizados para las gasolinas.

En el proceso de produccin de petrleo, ocurre la produccin de determinadascantidades de agua, que dependen de las caractersticas del depsito en donde los

lquidos son producidos, la edad de los pozos productores y los mtodos de recuperacin

aplicados.

Las desventajas de la presencia de agua en la produccin de petrleo son:

El tamao excesivo de las instalaciones de recogida, almacenamiento y

transferencia de la mezcla de aceite y agua durante la etapa de produccin y

transporte.

En la fase de refinacin la presencia de cloruro de calcio y de magnesio

disueltos en el agua que causan, bajo la accin del calor, la generacin de

cido clorhdrico que afecta a las torres de destilacin y la presencia de sales

de sodio que reducen la vida til de los catalizadores, lo que lleva a

combustibles de baja calidad.


http://www.petronor.com/web/es/refineria/asi_funciona.aspxhttp://www.repsol.com/es_es/corporacion/conocer-repsol/presentacion/hitos-2008/mayor-inversion-de-la-historia.aspx


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11.1. TRATAMIENTO TERMOQUMICO.

Que rompe la emulsin a travs de calor entre 45-60 C, la aplicacin de alta

tensin del campo elctrico que provoca la deformacin de las rbitas electrnicas

alrededor del ncleo de las gotas de agua, la aplicacin de desemulsificante como

copolmeros de xido de etileno y xido de propileno.

Estos mtodos permiten romper la pelcula que rodea las gotitas de agua, promover

la fusin y la posterior sedimentacin gravitacional.

11.2. TRATAMIENTO DE AGUA PRODUCIDA.

El agua proveniente de los separadores de aceite/gas/agua, y de los separadores de

aceite/agua, se enva a la columna de desgasificacin que elimina una pequea cantidad

de gas todava presente en el lquido.

Despus de esta etapa de la separacin de petrleo y agua mediante la introduccindel fluido a presin en el hidrocicln, debido a la diferencia de dimetro del hidrocicln

entre sus extremidades, el flujo del fluido se acelera y la fuerza centrfuga creada por el

equipo lleva fuera el agua de un extremo y da salida al petrleo por el extremo opuesto.

En el tubo de drenaje, caso de plataformas martimas, la resolucin de la columna

promueve un mayor tiempo de permanencia del lquido en el equipo para separar el

aceite restante proveniente de los hidrociclones.

El agua de los efluentes, en los campos martimos, es lanzada al mar despus de

reducir su contenido de hidrocarburos a los niveles exigidos por la legislacin y campos

terrestres para la inyeccin de agua, siempre y cuando no causen problemas al depsito.

11.3. ALMACENAMIENTO DEL PETRLEO.

La industria del petrleo como la del gas, est sometida a riesgos de toda especie,

cuyo origen puede ser debido a deficiencias tcnicas, como las averas de las mquinas en

las refineras, a bordo de los buques o en los oleoductos, a causas naturales imprevisibles,

como la incertidumbre en la prospeccin de los yacimientos, las tormentas en el mar y en

la tierra o los incendios, y tambin a problemas polticos, econmicos y comerciales,como las crisis que afectan peridicamente las relaciones entre pases productores y

pases consumidores.

Tras la crisis de 1973 segunda guerra rabe-israel,que provoc el racionamiento

de la gasolina en algunos pases de Europa Occidental, un gran nmero de estos pases

aprobaron normas legales para regular la existencia de reservas estratgicas de petrleo.

De esta forma, en algunos pases las compaas petroleras estn obligadas a poseer

en todo momento una cantidad de producto que garantice el consumo del mercado

interno durante un tiempo mnimo determinado. El stock debe encontrarse en todos los


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tramos para evitar cortes y la reserva mnima exigida en condiciones normales

normalmente debe superar los 90 das.

Podemos considerar el crudo y su almacenamiento en varias etapas.

11.4. ALMACENAMIENTO DEL CRUDO.

Una refinera no se abastece normalmente directamente a partir del yacimiento de

petrleo, dado que en entre uno y otro punto suele producirse un transporte intermedio

por buque cisterna, petroleros,o por oleoducto. Por ello, el crudo, petrleo bruto,se

almacena tanto en el punto de embarque como en el del desembarque.

11.4.1. Almacenamiento en la refinera: las refineras disponen de numerosos

depsitos al comienzo y al final de cada unidad de proceso para absorber las

paradas de mantenimiento y los tratamientos alternativos y sucesivos de materias

primas diferentes. Asimismo, para almacenar las bases componentes de otros

productos terminados que se obtienen a continuacin por mezcla, y para disponer

de una reserva de trabajo suficiente con el fin de hacer frente a los pedidos y

cargamentos de materia prima que les llegan.

11.4.2. Almacenamiento de distribucin: solamente una pequea parte de

los consumidores puede ser abastecida directamente, es decir por un medio de

transporte que una de forma directa al usuario con la refinera. Por este motivo, es

ms eficaz y econmico construir un depsito-pulmn terminal de distribucin,

surtido masivamente por el medio de transporte que viene de la refinera, ya sean

oleoductos de productos terminados, buques para depsitos costeros, barcazasfluviales, vagones cisterna o camiones cisterna. Estos depsitos suelen estar

ubicados cerca de los grandes centros de consumo, ciudades, polgonos

industriales, etc. Desde estos depsitos, salen camiones de distribucin que llevan

el producto al consumidor final.


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12. LOS GASES DEL PETRLEO.


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El gas12 que sala de los depsitos de petrleo antiguamente se quemaba y

ocasionalmente se aprovechaba en las cercanas de las zonas petrolferas.

La dificultad de envasarlo o conducirlo haca que fuera ms fcil y rentable su

quemado que no su conduccin y almacenaje.

Pero el gran poder calorfico de este, as como el adelanto en la tecnologa, ha

propiciado un gran aumento en su aprovechamiento, el gas que sale al extraer el petrleo

es gratuito pero es un derroche no aprovecharlo.

As de este modo conocemos con el termino gas natural a las mezclas de gases

combustibles, hidrocarburos o no que se encuentra en el subsuelo, y frecuentemente se

hallan asociados con el petrleo lquido ya que se suelen encontrar juntos al perforar un

pozo petrolfero y este sale al ser menos denso que el petrleo al exterior fcilmente

haciendo surgir cantidades de petrleo y ayudando a su extraccin.

El principal constituyente del gas natural es siempre el metano, que representa

habitualmente entre el 75% y el 95% del volumen total de la mezcla, razn por la cual se

suele llamar metano al gas natural. Los otros hidrocarburos gaseosos que suelen estar

presentes, etano, butano y propano, aparecen siempre en proporciones menores.

Los gases han empezado a usarse como combustibles desde la mitad del siglo XIX.

Sin embargo, apenas se utilizaba en la industria debido a la abundancia de combustibles

slidos y lquidos disponibles y a la dificultad que presentaba el transporte y

almacenamiento de los combustibles gaseosos.

La solucin al problema de transporte y almacenamiento lleg a poner a punto unas

tcnicas destinadas a la licuefaccin de los gases y procedimientos para producir y soldar

tuberas capaces de resistir altas presiones.

En la licuefaccin, el gas natural se somete a unas temperaturas muy bajas,

prximas a 160C bajo cero, a las cuales el gas se comprime hasta transformarse en

lquido. En este estado se introduce en grandes depsitos de forma esfrica capaces de

soportar la alta presin que se origina cuando el gas vuelve a su temperatura ambiente.

El problema del transporte queda resuelto mediante la creacin de la cadena del gas

natural licuado (GNL). De forma esquemtica, la cadena del (GNL) consta de las siguientes

fases:


http://www.petronor.com/web/es/refineria/asi_funciona.aspxhttp://www.repsol

ciclo de vida del petróleo

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