Refino del Petróleo Refino del Petróleo Industria PetroquímicaIndustria Petroquímica

EUITM- Ingeniería Técnica de Minas, esp.: Sondeos y Prospecciones Mineras

Índice GeneralÍndice General

Procesos Refinado del petróleoProcesos Refinado del petróleo

Producción de combustiblesProducción de combustibles

Productos de refineríaProductos de refinería

Tipos de refinadoTipos de refinado

Destilación básica

Craqueo:

Térmico

Coque

Craqueo catalítico

Alquilación

Refinación con hidrógeno

Separación, por aplicación térmica, de las fracciones de crudo según su masa molecular

Se realiza en las columnas o torres de destilación

Las fracciones más densas se extraen por la parte inferior de la torre

Se requiere un aumento previo de la temperatura del crudo, mediante calentadores

Destilación básicaDestilación básica

Proceso destinado a incrementar en rendimiento durante la destilación (aumento de la gasolina obtenida)

Las partes más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión, provocando así su rotura (craqueo), dando lugar a otras de menor tamaño, componentes de la gasolina

Pero la eficiencia del proceso era limitada porque generaba el depósito de coque (combustible sólido y poroso), cuyas aplicaciones eran prácticamente nulas

Craqueo térmicoCraqueo térmico

Las características del coque están condicionadas por diversos factores: temperatura, presión, tipo de proceso, por lo que su calidad puede variar notablemente.

Su principal aplicación es la de combustible: se busca aumentar su densidad para incrementar su poder calorífico

El coque calcinado presenta otras utilidades: electrodos para la fabricación de aluminio, aplicaciones electromecánicas, etc.

Debido a la expansión de la industria del aluminio se ha provocado una mayor demanda de coque

CoqueCoque

El crudo se divide (craquea) en presencia de un catalizador fínamente dividido, produciendo una amplia variedad de hidrocarburos

Catalizador: sustancia que introducida en una reacción química la acelera y facilita

El empleo de catalizadores supuso obtener adicionalmente una mayor cantidad de gasolina por barril

Se amplía el rango de productos en la industria petroquímica

Craqueo catalíticoCraqueo catalítico

Las moléculas pequeñas producidas por craqueo térmico se recombinan en presencia de un catalizador

Esto produce moléculas ramificadas en la zona de ebullición de la gasolina con mejores propiedades (por ejemplo, mayores índices de octano)

Mediante la alquilación se producen los combustibles para motores de alta potencia

Alquilación Alquilación

En este proceso se eliminan todos los componentes con azufre y algunos compuesto de oxigeno y del nitrógeno, además de transformar olefinas y aromáticos en parafinas

Los productos principales que requieren refinación con hidrógeno: combustible para tractor, petróleo para calefacción, combustible diesel y las cargas de alimentación a las reformadoras catalíticas

Se utiliza también el refinado con hidrógeno para tratar los aceites lubricantes, mejorando su estabilidad y su índice de viscosidad

Refinación con hidrógeno Refinación con hidrógeno

Producción de combustibles Producción de combustibles

Alquilación

Isomerización

Polimerización

Reformación de nafta

La formula estructural de una molécula de hidrocarburo se altera sin cambio en la formula molecular

El proceso de isomerización shell cumple con el propósito al pasar gas butano sobre un lecho de catalizador cuyo componente reactivo es el cloruro de aluminio. La reacción se mejora agregando gas seco de cloruro de hidrógeno al sistema

Isomerización Isomerización

El volumen total de gases de todos los procesos de las refinerías representan una cantidad apreciable, especialmente desde que se utilizo los procesos catalíticos

Por su bajo índice de octano no son adecuados como componentes de gasolinas, la polimerización permite la conversión catalítica de las olefinas gaseosas ligeras a productos líquidos de alto octanaje

Polimerización Polimerización

La reformación es uno de los procesos mas utilizados en las refinerías de petróleo modernas

Su propósito es mejorar las gasolinas y las naftas de destilación primaria o de desintegración, haciéndolas adecuadas para combustibles de motor y avión

Los combustibles así tratados:

Explotan a cualquier temperatura normal para suministrar toda la energía térmica sin dejar ningún residuo de material quemado

Exentos de formar gomas, su contenido en azufre y su capacidad para pasar las pruebas de corrosión

Reformación de nafta Reformación de nafta

PRODUCTOS VOLÁTILES COMBUSTIBLES LÍQUIDOS NAFTAS O DISOLVENTES ACEITES DE ALUMBRADO COMBUSTIBLES PARA MOTORES DE REACCIÓN COMBUSTIBLES DESTILADOS COMBUSTIBLES DIESEL ACEITES LUBRICANTES LUBRICANTES PARAFINAS RESIDUOS

PRODUCTOS DE REFINERÍA

PRODUCTOS VOLÁTILES Grado Presión de vapor máxima

Kg/cm2 a 37,8ºC(100F)Límites del peso específico admitido 15.6ºC/15.56ºC(60ºF/60ºF)

Composición aproximada

A 5,6(80) 0,585-0,555 Predominantemente butanos.

B 7,0(100) 0,560-0,545 Mezclas de butano-propano, principalmente butano.

C 8,8(125) 0,550-0,535 Mezclas de butano-propano, aproximadamente iguales.

D 10,5(150) 0,540-0,525 Mezclas de butano-propano, rico en propano.

E 12,3(175) 0,530-0,510 Mezclas de butano-propano, principalmente propano.

F 14,1(200) 0,520-0,504 Predominantemente propano

CARACTERÍSTICAS- exentos de gomas, agua y comp. corrosivos de S- recalentamiento y aceleración- obstrucción por vapor- poder antidetonante- dilución del aceite del cárter

INDICADORES - gomas - azufre - color - límite de ebullición

COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

KEROSENOS PARA AVIÓN

COMBUSTIBLES DIESEL COMBUSTIBLES PARA TRACTORES

COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

Incoloros Bajo contenido de hidrocarburos no sat. y aromáticos (para mayor estabilidad) Alto contenido de aromáticos para disolver lacas y resinas sintéticasBajo punto de ebullición (rápida evaporación)Libres de acidez No ser corrosivas No tenga gomas o materia en suspensión Olor agradable Perfectamente fraccionada (incendios)

NAFTAS O DISOLVENTES

QUEROSENO

ACEITE DE ALUMBRADO DE LARGA DURACIÓN

QUEROSENO PARA FAROS

ACEITE DE FOCA MINERAL DE 150 ºC

ACEITES DE ALUMBRADO

Este tipo de combustibles abarcan desde productos de bajo punto de ebullición (46ºC) hasta los de 315ºC.

El orden de preferencia de los hidrocarburos es: parafínicos, olefínicos y aromáticos y, por consiguiente, los combustibles de craking (térmicos o catalíticos) son inferiores. La estabilidad (de acuerdo con los ensayos especiales de gomas) debe ser excelente y se requiere un punto de congelamiento bajo (máximo –60ºC).

COMBUSTIBLES PARA MOTORES DE REACCIÓN

Entre éstos se hallan la gasolina para estufa, combustibles para tractores, fuel Oil, para uso doméstico, combustibles destilados industriales, aceites para pulverizar, insecticidas, aceites para fumigar, aceite paja, aceite de absorción y gas oil.

Se da salida a las excesivas existencias de gas oil, de los craking en gasolinas. A veces los refinadores mezclan parte de sus destilados con otros productos similares, tales como las “colas” de los destilados a presión con alquitrán pesado, para reducir la viscosidad de este último, a fin de que sea puesto a la venta como fuel oil.

COMBUSTIBLES DESTILADOS

Aceites para motores y máquinas Aceites compuestos Aceites para turbinas Aceites resistentes al frío Aceites para transformadores Aceites coloreados Aceites corrosivos Aceites para motores de combustión interna

ACEITES LUBRICANTES

LUBRICANTES I

Con este término se designan especialmente las grasas, las composiciones semisólidas y los aceites para engranajes, aun cuando algunos de los materiales son tan semejantes a los aceites líquidos como a los sólidos. Las grasas pueden agruparse en tres clases:

– Mezclas de aceite mineral y lubricante sólido

– Mezclas de residuos, parafinas, grasas no combinadas, aceite de resina y breas

– Aceites espesados con jabón

Hay también tres bases generales usadas para manufacturar los lubricantes de extrema presión:

Mezclas de aceites saponificables conteniendo azufre químicamente combinado con un aceite lubricante apropiado, o aceites minerales a los que se les ha agregado flor de azufre. Mezclas de una base de aceite saponificable tratado con cloruro de azufre y un aceite lubricante de apropiada viscosidad, o cloro combinado directamente con fracciones seleccionadas de aceite mineral. Lubricantes conteniendo jabones de plomo provenientes de ácido graso o nafténico y azufre.

LUBRICANTES II

PARAFINAS

Las ceras parafínicas y microcristalinas, que pueden contener sustancias naturales o agregadas que inhiben parcialmente el desarrollo cristalino. Esto tiende, generalmente, a aumentar la flexibilidad o plasticidad de la cera, y en efecto, la cera parafínica puede ser adicionada a algunas ceras microcristalinas sin destruir su flexibilidad.

El color fluctúa entre negro a blanco en la mayor parte de todos los grados y, por supuesto, el olor y, a veces, el gusto, son propiedades importantes.

RESIDUOS

• Fuel oil, fuel oil para motores Diesel, aceite para carretera, aceite para pulverizar, coque y asfalto para pavimentos, techos o pintura. La viscosidad es la propiedad más importante, debido a las dificultades en el manejo y pulverización de los aceites viscosos.

• El coque del petróleo se usa comercialmente de la siguiente manera: como combustible de refinería y comercial; en la fabricación de electrodos de carbón, escobillas y placas; en la manufactura de abrasivos y grafito artificial; en la preparación del carburo de calcio; como combustible en metalurgia; en pinturas y pigmentos; en la elaboración de gas y en las industrias de cerámica.

COMBUSTIBLES DIESEL

Características de funcionamiento de los combustibles Diesel, en orden de importancia, son:

        Limpieza - residuo carbonoso, agua y sedimentos, azufre, etc.

Característica de ignición – número de cetano o índice Diesel.

Fluidez y atomización – viscosidad, punto de fluidez, etc.

Volatilidad – punto de inflamación, destilación y residuo carbonoso.