ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA OBTENCION DE GASOLINA Y DIESEL A PARTIR DE DESTILADOS PESADOS MEDIANTE EL PROCESO DE HIDROCR

DISEO DE UNA UNIDAD DE HIDROCRAQUEO PARA LA OBTENCION DE GASOLINA Y DIESEL A PARTIR DE DESTILADOS PESADOS.

1. INTRODUCCIN

La demanda creciente de destilados combustibles ha motivado la necesidad de convertir los gasleos pesados en combustibles livianos, lo cual condujo al desarrollo de nuevos procesos de transformacin del crudo entre los que se encuentra el hidrocraqueo.

El hidrocraqueo juega un papel muy importante en la refinacin del petrleo. Es uno de los principales procesos de conversin. Se destina principalmente a la conversin de gasleos pesados en destilados livianos como nafta, diesel, etc., as como bases lubricantes, utilizando un catalizador de lecho fijo en presencia de hidrogeno bajo condiciones especficas de temperatura, presin y velocidad espacial. Mediante la adicin de hidrogeno, se promueve una reaccin de craqueo controlado de hidrocarburos pesados.

Es un proceso en dos fases que combina el craqueo cataltico (ruptura de las molculas en presencia de un catalizador) y la hidrogenacin, por medio del cual los destilados pesados se descomponen en presencia de hidrogeno y de un catalizador en productos de mayor valor agregado.

El hidrocraqueo es incuestionablemente el proceso ms verstil que existe. Se utiliza para una amplia gama de materias primas y condiciones operativas. Este proceso es muy flexible. Con solo algunas pequeas modificaciones, la misma unidad puede ser adaptada a diferentes aplicaciones

El presente proyecto tiene la finalidad de disear una unidad de Hidrocraqueo para obtener como productos gasolina y diesel utilizando como alimentacin destilados pesados de los que actualmente se extraen productos con menor valor agregado a diferencia de los que se pretenden obtener con la implementacin de esta unidad. Los productos sern destinados a abastecer la demanda interna del pas y as reducir los costos de importacin en cuanto a productos terminados, para ello se desarrollara un estudio tcnico econmico.

En primer lugar, se realizara un estudio de mercado para determinar el tamao de la unidad y la cantidad de producto que se requiere para cubrir el dficit del mercado interno.

Posteriormente, en la parte tcnica se realizara un anlisis de tecnologas disponibles de las que se seleccionara la ms adecuada y que cumpla con las caractersticas tcnicas buscadas en funcin de obtener mayores rendimientos. En base a la tecnologa seleccionada se realizara el diseo de la unidad.

Finalmente, en el aspecto econmico se realizara un estudio de costos para determinar cunto se va a invertir y en qu tiempo se vera recuperada la inversin.

2. ANTECEDENTES

Con la llegada de la produccin a gran escala y la primera Guerra Mundial, el nmero de vehculos propulsados por gasolina aument, como lo hizo la demanda de gasolina. Con todo, los procesos de destilacin atmosfrica y al vaco 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, la ruptura 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 de explosivos 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 se elaboraron 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, 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.

El proceso de hidrocraqueo fue desarrollado comercialmente por la I.G. Farben Industrie en 1927 con la finalidad de convertir carbn en gasolina. A inicio de los aos 30 este proceso fue llevado a EEUU por la Esso Research and engineering company para usarlo en la degradacin del crudo.

El hidrocraqueo inicio su crecimiento rpidamente en los Estados Unidos entre los sesentas y setentas. A mediados de los setentas se convirti en un proceso maduro y su crecimiento se moder, al mismo tiempo tuvo un crecimiento significativo en Europa y Asia.

Al 2001 se tenan trabajando 155 unidades de hidrocraqueo en todo el mundo procesando cerca de 4000000 barriles por da de alimentacin

El proceso de hidrocraqueo es actualmente la tecnologa predominante en las refineras modernas de alta conversin.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1. IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA

A raz de los problemas por la escasez de disel y gasolina en el pas, la estatal petrolera YPFB comenz a buscar una serie de alternativas para intentar abastecer al mercado nacional.

Entre estas alternativas se ha recurrido a la importacin de combustibles de pases como Venezuela y Argentina, pero se debe tener en cuenta que los combustibles en nuestro pas se encuentran subvencionados por lo que a ms producto importado sern mayores las prdidas econmicas.

Hasta hoy en da se ha optado por soluciones parche por lo que la escasez de combustibles se volver a presentar debido a la creciente demanda del mercado.

En la actualidad, el subsidio que asume el TGN supera los $us 160 millones, por ello YPFB busca sustituir la importacin de disel, por inversiones en el rea de refinacin. Y como resultado de la implementacin del plan de inversiones de YPFB REFINACION S.A. se pretende lograr un incremento gradual en la capacidad de refino del pas.

3.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA

Una vez identificado el problema se propone como alternativa de solucin a largo plazo la implementacin de una unidad de hidrocraqueo con el objetivo de abastecer la demanda de combustibles en el pas, invirtiendo en tecnologa y desarrollo en lugar de continuar importando productos terminados que solo generan prdidas econmicas

Adems que de este proceso se pueden obtener diferentes productos esto en funcin de la alimentacin, puesto que se trata de un proceso flexible.

4. OBJETIVOS Y ACCIONES

4.1. OBJETIVO GENERAL

Disear una unidad de hidrocraqueo realizando un estudio para ubicarla estratgicamente con el fin de abastecer de diesel y gasolina al mercado nacional eliminando las prdidas econmicas en las que se incurre al importar productos terminados aumentando la capacidad de refino en el pas.

4.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Y ACCIONES

OBJETIVOS ESPECIFICOS

ACCIONES

Realizar un anlisis del dficit de combustibles y determinar el tamao de la unidad.

Se realizara un estudio de mercado para el cual se recabaran datos acerca de produccin, consumo e importacin de diesel y gasolina.

Determinar la ubicacin de la unidad

Se realizara una investigacin del impacto ambiental, materia prima y transporte para definir la ubicacin.

Realizar la seleccin de una tecnologa.

Se investigaran las tecnologas disponibles en el mercado y se analizara en funcin del rendimiento y beneficio que cada tecnologa ofrezca.

Disear el reactor de hidrocraqueo.

Se determinaran los parmetros de operacin y los requerimientos del proceso.

Determinar la inversin y el tiempo en el que se ver recuperada.

Se investigara el costo de la unidad y de su puesta en marcha analizando todos los factores influyentes para determinar en aos el tiempo en el que la inversin se ver recuperada.

5. JUSTIFICACIN

La proyeccin de las demandas de Diesel Ol y Gasolina muestran una tasa de crecimiento promedio en el periodo 2009-2027 del 7%, en comparacin a un 6% y 7% respectivamente, del periodo 2001-2008 de acuerdo con el plan de inversiones de YPFB.

A pesar de implementar una poltica de incremento en la produccin de hidrocarburos lquidos, la proyeccin de la oferta de Crudo muestra un incremento hasta el ao 2015, para posteriormente declinar de forma persistente debido a la declinacin de la mayora de los campos productores de dicho producto.

Asumiendo un rendimiento del 30% de Diesel de las actuales refineras, los volmenes de crudo disponibles se traducen en volmenes deficitarios que se agravan fundamentalmente para el Diesel en el mediano y largo plazo, dficit que pasa de un 53% sobre la demanda total en el 2009 a un 27% en el 2015 y un 100% en el 2026.

En el caso de la Gasolina la implementacin de proyectos de ampliacin y optimizacin de las actuales refineras mediante el Revamping de las unidades de crudo y la implementacin de dos Unidades de Isomerizacin y una Planta de Reformacin Cataltica, permiten incrementar la oferta de Gasolina con volmenes excedentarios a partir del ao 2013, alcanzando un tope de produccin el 2015 en el que los volmenes excedentarios representaran el 59% de la demanda. A partir del ao 2020 se registrara nuevamente un dficit que se incrementa persistentemente hasta alcanzar un mximo de 88% el 2026.

En base a los pronsticos presentados por la estatal petrolera se ve la necesidad de implementar un proyecto que brinde soluciones a largo plazo, por esta razn el presente proyecto propone como solucin a esta problemtica la implementacin de una unidad de hidrocraqueo que abastezca la demanda nacional de diesel y gasolina eliminando la importacin de productos terminados.

5.1. JUSTIFICACIN TCNICA

Una caracterstica particular del proceso de hidrocraqueo comparado con otras alternativas es la flexibilidad y la alta calidad del producto que se obtendr. En las reas donde existe desequilibrio cuantitativo de productos livianos, destilados medios y fuel, el hidrocraqueo es el proceso ms adecuado para la correccin. Por otra parte, el hidrocraqueo no produce coque o brea como subproducto; toda la alimentacin se convierte en el producto requerido, una importante consideracin en una situacin en la que la alimentacin es limitada.

En general, el hidrocraqueo puede operar un amplio rango de alimentaciones como los hidrocarburos cclicos que otro proceso cataltico no puede procesar. La experiencia que se ha tenido con los diferentes procesos en el mundo ha demostrado que el hidrocraqueo es el proceso de ms alta conversin.

5.2. JUSTIFICACIN ECONMICA

En este escenario se hace necesario establecer una estrategia de abastecimiento del mercado interno que asegure satisfacer la demanda proyectada en el mediano y largo plazo y que a su vez pueda reducir significativamente los costos involucrados en la importacin de productos terminados en lo que se refiere a la subvencin y los costos de importacin a ser pagados por YPFB. Por lo que se ve conveniente la importacin de crudo para ser tratado en el pas y as obtener productos terminados.

5.3. JUSTIFICACIN SOCIAL

La escasez de combustibles genera prdidas econmicas en todos los sectores puesto que tanto el transporte pblico como el transporte pesado se ven afectados deteniendo el flujo comercial y generando prdidas econmicas en el pas.

El gobierno actual ha visto como solucin el retirar la subvencin a los combustibles, pero esto generara problemas de tipo social que ya se vieron en un intento anterior de retirar la subvencin. Por esta razn se deben proponer soluciones definitivas ofreciendo alternativas en cuanto a tecnologa y desarrollo en refinacin.

5.4. JUSTIFICACIN AMBIENTAL

Por su alta conversin el proceso de hidrocraqueo es una tecnologa amigable con el medio ambiente.

6. ALCANCE

6.1. ALCANCE TEMTICO

El proyecto evaluara la demanda que se quiere cubrir estudiando el consumo, produccin de diesel y gasolina a nivel nacional, adems de evaluar el volumen de importacin de ambos combustibles. Como en todo proyecto se realizara una proyeccin a 20 aos para determinar la capacidad de la unidad de hidrocraqueo y as determinar cunto de producto se obtendr.

En cuanto a la ubicacin se realizar un estudio en el que se evaluaran diferentes factores para ubicar la unidad de manera estratgica, aumentando los beneficios econmicos.

Para el anlisis de tecnologa se recabara toda la informacin acerca de las tecnologas disponibles y se seleccionara la que ms se adecue a las caractersticas buscadas, adems de los costos en los que se incurrir para llevar a cabo la implementacin de la unidad y su operacin durante los 20 aos.

6.2. ALCANCE GEOGRAFICO

Durante el desarrollo del proyecto se realizara un anlisis de diferentes factores para la ubicacin estrategica de la unidad dentro del territorio nacional.

6.3. ALCANCE TEMPORAL

El alcance temporal del proyecto est limitado por la demanda que se obtendr como resultado del estudio de mercado considerando adems la proyeccin de 20 aos, una vez pasado ese tiempo se debe realizar un nuevo estudio de mercado y replantear la cantidad de producto que ser necesaria para cubrir la demanda.

7. MARCO TERICO

7.1. PETROLEO

El petrleo es una mezcla homognea de compuestos orgnicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Tambin es conocido como petrleo crudo o simplemente crudo.

La transformacin qumica de la materia orgnica (craqueo natural) debida al calor y a la presin durante la diagnesis produce, en sucesivas etapas, desde betn a hidrocarburos cada vez ms ligeros (lquidos y gaseosos).

Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geolgicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolferas como rocas impermeables, estructuras anticlinales, mrgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolferos.

En condiciones normales es un lquido bituminoso que puede presentar gran variacin en diversos parmetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta lquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,66 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorfica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla.

Las actividades relativas a la exploracin, produccin y entrega a una terminal de exportacin de petrleo crudo se denominan upstream. Aquellas actividades que tienen lugar entre la carga de aceite crudo en la terminal de transportacin y la utilizacin del crudo por el usuario final, esto comprende el transporte, abastecimiento, comercializacin, refinacin, distribucin y mercadeo de los productos derivados se denominan downstream.

Figura 7.1: Instalaciones Superficiales. Destinos de Los Hidrocarburos

Fuente: oil & gas

Es un recurso natural no renovable y actualmente tambin es la principal fuente de energa en los pases desarrollados. El petrleo lquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de aos, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

7.1.1. COMPOSICIN

Los crudos estn constituidos por mezclas de un nmero muy elevado de componentes puros, aumentando la dificultad de la descripcin de las distintas fracciones al hacerlo el nmero de tomos de carbono

Figura 7.2: Principales Productos Petrolferos, Intervalos de Temperatura de Ebullicin y Numero de tomos de Carbono.

Fuente: J.-P. Wauquier (2004)

Haremos un breve repaso de las distintas familias de hidrocarburos, sin tener la pretensin de hacer un resumen de un curso de qumica orgnica. En particular nos remitiremos a obras generales en lo relativo a la nomenclatura y propiedades de estos productos.

Los hidrocarburos constituyen los elementos esenciales del petrleo, sus molculas no contienen ms que carbono e hidrogeno y se dividen en varias familias qumicas segn su estructura. Todas estas estructuras estn basadas en la tetra valencia del carbono.

Parafnicos Cn H2n + 2

Estn constituidos por una cadena de tomos de carbono enlazados cada de 0 a 3 tomos de hidrogeno, excepto en el ms sencillo, el metano (CH4). Cada carbono est ligado siempre a otros cuatro tomos (carbono o hidrogeno).

Su punto de ebullicin aumenta con el nmero de tomo de carbono en las cadenas ms cortas, la adicin de un carbono aumenta el punto de ebullicin en unos 25 (C, disminuyendo el incremento al aumentar la cadena. La densidad aumenta con el peso molecular. Los ismeros tienen un punto de ebullicin inferior al de las normal parafinas del mismo nmero de tomos de carbono.

Olefnicos Cn H2n, Cn H2n 2

Son compuestos insaturados, donde una misma molcula puede tener varios enlaces mltiples (para dobles enlaces sufijo ENO y para triples enlaces el sufijo INO); y se les llama conjugados en el caso de que dos enlaces mltiples estn separados por un enlace simple.

Naftnicos Cn H2n

En estos hidrocarburos hay una ciclacin total o parcial del esqueleto carbonado. El nmero de tomos de carbono del anillo formado puede ser variable.

Tienen temperaturas de ebullicin y densidades superiores a los de los alcanos del mismo nmero de tomos de carbono.

En los petrleos crudos, los anillos ms frecuentes son los de cinco o seis tomos de carbono. En estos anillos, cada tomo de hidrogeno puede ser sustituido por una cadena parafnica recta o ramificada, llamada alquilo.

Aromticos

Son hidrocarburos cclicos poliinsaturados que estn presentes en una gran proporcin en los crudos de petrleo. La presencia en su frmula de uno o ms ciclos con tres dobles enlaces conjugados les confiere unas notables propiedades. As, los primeros compuestos (benceno, tolueno, xilenos) son materias primas fundamentales de la petroqumica (adems contribuyen igualmente a aumentar el nmero de octano de las gasolinas), mientras que los homlogos superiores son, en general nefastos problemas de medio ambiente, de sanidad publica, deterioro de la actividad de los catalizadores por su capacidad de formar coque.

Otros Hidrocarburos

En los productos de procesos de conversin se encuentran otros hidrocarburos como las diolefnas, hidrocarburos acetilnicos, etc., que no estn presentes en los crudos de petrleo o si lo estn es solo como trazas.

Compuestos Distintos De Los Hidrocarburos

En esta categora se encuentran las molculas que contienen tomos distintos al carbono e hidrogeno. Entre ellas se distinguen los compuestos orgnicos con heterotomos y los rgano - metlicos.

7.1.1.1. COMPUESTOS INDEFINIDOS QUIMICAMENTE

El anlisis no es capaz de aislar y caracterizar perfectamente las molculas presentes en las fracciones ms pesadas de los petrleos crudos. A la vista de esta imposibilidad, el analista separa estas fracciones pesadas en diferentes clases, dando lugar a definiciones clases, dando lugar a definiciones puramente operativas y no en trminos de estructuras bien determinadas.

Asfltenos

Los asfltenos se obtienen por precipitacin. Estn constituidos por una acumulacin de lminas poliaromticas condensadas, unidas por cadenas saturadas. Una representacin de su estructura consiste en lminas aromticas apiladas, enlazadas entre s por los electrones ( de los dobles enlaces del anillo bencnico. Son slidos negros, brillantes, cuyo peso molecular puede variar de 1.000 a 100.000.

El rendimiento en asfltenos y su constitucin varan con la naturaleza del disolvente utilizado.

La operacin industrial de eliminacin de asfltenos de un aceite se realiza con propano o butano. La utilizacin de una parafina ms ligera hace que las parafinas ms pesadas precipiten tambin, disminuyendo de esta forma el carcter aromtico de dichos asfltenos. El aceite separado de su fraccin asfaltnica, se llama aceite desasfaltado (en ingls DAO: DeAsfalted Oil), y la parte precipitada se llama, por lo tanto, asfalto.

Los heterotomos se concentran en el asfalto (azufre, nitrgeno, nquel y vanadio), siendo su contenido muy variable segn la procedencia del crudo. Estos heterotomos son la causa de numerosos problemas en la industria del petrleo.

Tabla 7.1: Algunas Caractersticas de las Fracciones 250+.

Fuente: J.-P. Wauquier (2004)

La industria del refino generalmente encuentra que la presencia de heterotomos, ya sea al eliminarlos o al convertir los productos pesados en productos ligeros, provocan problemas de contaminacin (azufre y nitrgeno), de envenenamiento de catalizadores y de corrosin (formacin de vanadatos metlicos en la combustin).

Resinas

Al someter los mltenos a una cromatografa liquida los productos separados con los disolventes ms polares se llaman resinas. Por lo tanto su composicin depende del mtodo utilizado.

En general son molculas con un fuerte carcter aromtico, conteniendo heterotomos (N, O, S y a veces Ni y V) y de masa molecular entre 500 y 1.000.

7.1.2. CLASIFICACIN DE LAS DISTINTAS CLASES DE PETRLEO

La industria petrolera clasifica el petrleo crudo segn su lugar de origen (p.e. "West Texas Intermediate" o "Brent") y tambin con base a su densidad o gravedad API (ligero, medio, pesado, extrapesado); los refinadores tambin lo clasifican como "crudo dulce", que significa que contiene relativamente poco azufre, o "cido", que contiene mayores cantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarn ms operaciones de refinamiento para cumplir las especificaciones actuales de los productos refinados.

7.1.2.1. CRUDOS DE REFERENCIA

Brent Blend, compuesto de quince crudos procedentes de campos de extraccin en los sistemas Brent y Ninian de los campos del Mar del Norte, este crudo se almacena y carga en la terminal de las Islas Shetland. La produccin de crudo de Europa, frica y Oriente Medio sigue la tendencia marcada por los precios de este crudo.

West Texas Intermediate (WTI) para el crudo estadounidense y Bolivia.

Dubi se usa como referencia para la produccin del crudo de la regin Asia-Pacfico.

Tapis (de Malasia), usado como referencia para el crudo ligero del Lejano Oriente.

Minas (de Indonesia), usado como referencia para el crudo pesado del Lejano Oriente.

Arabia Ligero de Arabia Saudita

Bonny Ligero de Nigeria

Fateh de Dubi

Istmo de Mxico (no-OPEP)

Minas de Indonesia

Saharan Blend de Argelia

Merey de Venezuela

Tia Juana Light de Venezuela

Figura 7.3: Pases Productores de Petrleo

Fuente: wikipedia.org

La OPEP intenta mantener los precios de su Canasta entre unos lmites superior e inferior, subiendo o bajando su produccin. Esto crea una importante base de trabajo para los analistas de mercados. La Cesta OPEP, es ms pesada que los crudo Brent y WTI.

7.1.2.2. CLASIFICACIN DEL PETRLEO SEGN SU GRAVEDAD API Y SU DENSIDAD

Relacionndolo con su gravedad API el American Petroleum Institute clasifica el petrleo en "liviano", "mediano", "pesado" y "extrapesado":

Tabla 7.2: Clasificacin Del Crudo Segn Su Gravedad API

PETROLEO

DENSIDAD

gr/ cm3

GRAVEDAD

API

Extra Pesado

>1.0

10

Pesado

1.0 0,92

10,0 22,3

Mediano

0,92 0,87

22,3 31,1

Ligero

0,87 0,83

31,1 39

Sper Ligero

< 0,83

>39

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010)

A partir de la densidad de la fraccin de nafta pesada y de la del residuo de destilacin atmosfrica a una temperatura superior a 350 (C se han definido 11 grupos diferentes de crudos que se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 7.3: Estimacin de La Naturaleza de Un Crudo Por Medida de dos densidades.

Fuente: J.-P. Wauquier.(2004)

En efecto, la densidad de un hidrocarburo puro est ligada a la relacin H/C de dicho hidrocarburo, siendo la densidad menor al aumentar la cantidad de hidrogeno.

7.1.3. CLASIFICACION DEL PETROLEO SEGN EL CONTENIDO DE AZUFRE

PETROLEO DULCE (Sweet Crude Oil), es aquel que contiene menos de 0.5% en peso de contenido de azufre.

Es un petrleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina.

PETROLEO AGRIO (Sour Crude Oil), es aquel que contiene al menos 1% en peso de contenido de azufre en su composicin.

Debido a la mayor presencia de azufre su costo de refinamiento es mayor, razn por la cual es usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.

7.1.4. FACTOR DE CARACTERIZACION KUOP O FACTOR DE WATSON FW

El factor de caracterizacin KUOP fue introducido por los investigadores de la sociedad Universal Oil Products Co..

Dicho factor parte de la base de que la densidad de los hidrocarburos est ligada a la relacin H/C y que su punto de ebullicin est relacionado con el nmero de tomos de carbono.

As, la KUOP de los hidrocarburos puros es de:

13 para parafinas.

12 para hidrocarburos en los que el peso relativo de las cadenas y de los anillos son equivalentes.

11 para naftenos puros.

10 para aromticos puros.

Para extender la aplicacin de ese factor de caracterizacin a las mezclas complejas de hidrocarburos como son las fracciones del petrleo, ha sido necesario introducir el concepto de temperatura media ponderada de ebullicin, calculada a partir de las curvas de destilacin ASTM o TBP. La temperatura media ponderada (TMP) se define a partir de la temperatura a la que destila el 10, 20, 50, 80, o 90% del producto estudiado.

7.2. EL REFINADO DE PETRLEO

Muy a menudo la calidad de un Petrleo crudo depende en gran medida de su origen. En funcin de dicho origen sus caractersticas varan: color, viscosidad, contenido. Por ello, el crudo a pie de pozo no puede ser utilizado tal cual. Se hace, por tanto, indispensable la utilizacin de diferentes procesos de tratamiento y transformacin para la obtencin del mayor nmero de productos de alto valor comercial. El conjunto de estos tratamientos constituyen el proceso de refino de petrleo o refinacin del petrleo.

Las refineras de petrleo son grandes plantas de produccin continua y gran densidad de capital. En las refineras se transforma el petrleo crudo en productos terminados y refinados (en especial GLP, gasolina, combustible pesado, combustible disel, materias primas de petroqumicos, gasleo de calefaccin, aceite combustible y asfalto) mediante (1) la separacin de crudos en diferentes fracciones (cada una con un punto de ebullicin y distribucin de la cantidad de carbono nicos) y luego (2) el procesamiento de estas fracciones en productos terminados, mediante una secuencia de transformaciones fsicas y qumicas.

La Figura 7.4 muestra un diagrama de flujo simplificado de una refinera tpica moderna que produce una amplia variedad de combustibles de alta calidad y otros productos. Este diagrama es slo una estimacin del alcance y la complejidad de las acciones de capital de una refinera, la cantidad de unidades de proceso en una refinera tpica y los subproductos que se producen en la refinera. La valoracin de esta complejidad es fundamental para tener una nocin bsica de la industria de la refinera.

Figura 7.4: Diagrama de Flujo de Una Refinera Tpica Compleja.

Fuente: oil & gas

7.2.1.1. CLASIFICACION DE UNA REFINERIA

En trminos generales, todas las refineras pertenecen a una de cuatro clases, que se definen segn la configuracin del proceso y la complejidad de la refinera, como se muestra en la Figura 7.5.

Figura 7.5: Esquema de Clasificacin de Una Refinera.

Fuente: MathPro (2011).

Las refineras con unidades de destilacin atmosfrica o topping slo realizan la destilacin del crudo y ciertas operaciones de apoyo esenciales. No tienen capacidad de modificar el patrn de rendimiento natural de los petrleos crudos que procesan. Slo realizan el fraccionamiento del crudo en gas liviano y combustible de refinera, nafta (punto de ebullicin de la gasolina), destilados (queroseno, combustible pesado, disel y combustible de calefaccin) y el aceite combustible residual o pesado. Una parte de nafta puede ser apropiada en algunos casos para la gasolina con ndices de octano muy bajos.

Las refineras con esquema de hydroskimming no slo incluyen la destilacin del crudo y los servicios de apoyo, sino tambin el reformado cataltico, diferentes unidades de hidrotratamiento y mezcla de productos. Estos procesos permiten (1) convertir la nafta en gasolina y (2) controlar el contenido de azufre de los productos refinados. El reformado cataltico convierte la nafta de destilacin directa de modo que cumpla con las especificaciones de ndices de octano de la gasolina y elabora subproductos del hidrgeno para las unidades de hidrotratamiento. Las unidades de hidrotratamiento extraen el azufre de los productos livianos (incluida la gasolina y el combustible disel) para cumplir con las especificaciones del producto y/o permitir el procesamiento de crudos con mayor contenido de azufre.

Las refineras con esquema de hydroskimming, comunes en las regiones con una alta demanda de gasolina, no tienen la capacidad de alterar los patrones de rendimiento natural de los crudos que procesan.

Las refineras de conversin (o craqueo) incluyen no slo todos los procesos presentes en las refineras con esquema de hydroskimming, sino tambin, y lo que es ms importante, el craqueo cataltico y/o hidrocraqueo. Estos dos procesos de conversin transforman las fracciones de petrleo crudo pesado (principalmente gasleo), las cuales tienen altos rendimientos naturales en la mayora de los petrleos crudos, en flujos de refinacin liviana que se aaden a la gasolina, combustible pesado, disel y materias primas de petroqumicos.

Las refineras de conversin tienen la capacidad de mejorar los patrones de rendimiento natural de los crudos que procesan, segn lo necesario para satisfacer las demandas de mercado de productos livianos. Sin embargo, stas an elaboran (ineludiblemente) productos pesados, de bajo valor, como el combustible residual y el asfalto.

Las refineras de conversin profunda (o coquizacin) son, segn lo indica su nombre, una clase especial de refineras de conversin. stas incluyen no slo el craqueo cataltico y/o hidrocraqueo para convertir las fracciones de gasleo, sino tambin la coquizacin. Las unidades de coquizacin destruyen la fraccin del petrleo crudo ms pesado y menos valioso (aceite residual) mediante su conversin en flujos ms livianos que sirven como alimentacin adicional a otros procesos de conversin (por ejemplo, el craqueo cataltico) y para los procesos de mejoramiento (por ejemplo, el reformado cataltico) que elaboran los productos livianos ms valiosos.

Las refineras de conversin profunda que poseen suficiente capacidad de coquizacin destruyen bsicamente todo el aceite residual de sus crudos para refinacin y los convierten en productos livianos.

En la Figura 7.6 se presenta un resumen de las caractersticas destacadas de los distintos tipos de refineras y con sus patrones caractersticos de rendimiento del producto en los que la calidad del crudo es constante.

Figura 7.6: Tipos de Refineras y Patrones de Rendimiento Caractersticos.

Fuente: MathPro. (2011).

7.2.2. PROCESOS DE REFINACION

Se denominan procesos a las tcnicas de refinacin que involucran reacciones qumicas durante su desarrollo.

Los procesos se disean para lograr la mayor cantidad de producto de reaccin buscado, a partir de una carga o reactante, en un marco de condiciones de reaccin tecnolgicamente razonables (Temperatura y Presin) y costos competitivos.

Figura 7.7: Procesos de Refinacin

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo. (2010)

La siguiente figura muestra con ms detalle los procesos de refinacin.

Figura 7.8: Caractersticas de Los Procesos de Refinacin

Fuente: Proceso del refino del petrleo. Industrias qumicas. Richard S. Kraus.(2011)

7.2.2.1. PROCESOS DE CONVERSION

Los procesos de conversin provocan reacciones qumicas que rompen (descomponen) molculas de hidrocarburo (de escaso valor econmico) de gran tamao y de alta ebullicin, lo que da origen a molculas apropiadas ms pequeas y livianas, despus del procesamiento, para mezclar con gasolina, combustible pesado, combustible disel, materias primas de petroqumicos y otros productos livianos de alto valor. Las unidades de conversin forman el ncleo central de las operaciones de refinacin modernas debido a que:

(1) permiten que las refineras alcancen altos rendimientos de transporte de combustibles y otros productos livianos valiosos.

(2) brindan flexibilidad operativa para mantener la elaboracin de productos livianos conforme a las fluctuaciones normales en la calidad del petrleo crudo.

(3) permiten el uso econmico de los crudos sulfurosos pesados.

La conversin es la intensidad con que ocurre una reaccin.

En sistemas simples, las variables que afectan la conversin son principalmente la temperatura y presin.

En sistemas complejos (multicomponentes) es difcil identificar los factores que inciden en el rendimiento y la conversin.

7.2.2.1.1. PROCESOS DE CONVERSION CATALITICOS

La siguiente figura ofrece una breve comparacin de algunas propiedades destacadas de estos procesos.

Figura 7.9: Caractersticas Destacadas de Los Procesos de Conversin.

Fuente: MathPro. (2011)

Se debe proporcionar una explicacin del dato sobre el Ajuste de Proporcin de C/H del cuadro que se incluye en la Figura 7.9 Como se indic anteriormente, cuanto ms pesado (ms denso) es el crudo, ms alta es su proporcin de C/H. Del mismo modo, en un petrleo crudo en particular, cuanto ms pesada es la fraccin del punto de ebullicin, ms alta es su proporcin de C/H. Este mismo fenmeno se aplica a los productos refinados: Cuanto ms pesado es el producto, ms alta es su proporcin de C/H. En consecuencia, las operaciones de refinacin deben, en conjunto, reducir la proporcin de C/H del petrleo crudo y los flujos intermedios que procesan. Gran parte de esto (aunque no toda) recae sobre los procesos de conversin.

En trminos generales, la reduccin de la proporcin de C/H se puede lograr de alguna de estas dos maneras: ya sea mediante el desecho del exceso de carbono (en la forma de coque de petrleo) o la adicin de hidrgeno. El FCC y la coquizacin adoptan la primera opcin. El hidrocraqueo sigue la segunda opcin.

A. CRAQUEO CATALITICO FCC

El craqueo cataltico fluidizado (FCC) es el proceso de refinacin desde el origen ms importante en la destilacin del crudo, en lo que respecta a la capacidad de produccin de toda la industria y el efecto general que posee en las operaciones de refinacin y en su aspecto econmico. El proceso opera a altas temperaturas y baja presin y emplea un catalizador5 para convertir el gasleo pesado a partir de la destilacin del crudo (y otros flujos pesados) en gases livianos, materias primas de petroqumicos, mezcla de componentes de gasolina (nafta de FCC), y mezcla de componentes de combustible disel (aceite cclico ligero). El FCC ofrece:

(1) altos rendimientos de gasolina y material destilado (en el rango de 60-75 vol% en la carga de FCC).

(2) alta confiabilidad y bajos costos operativos.

(3) flexibilidad operativa para adaptarse a los cambios en la calidad del petrleo crudo y los requisitos de los productos refinados.

En sentido amplio, las refineras orientadas a la produccin de combustibles para transporte, la unidad de FCC representa ms del 40% del total de la produccin de gasolina y combustibles destilados (por ejemplo, disel) que elabora una refinera. La proporcin de gasolina en destilados (G/D) en el proceso de FCC depende de las condiciones operativas del FCC y el catalizador. En las refineras de los Estados Unidos, la proporcin de G/D es ms alta en verano que en invierno, lo que refleja los cambios que se producen en el patrn de demanda de combustible. En otros lugares, la proporcin de G/D tiende a ser ms baja que la que se registra en los Estados Unidos, nuevamente, para dar respuesta a los patrones de demanda local.

El FCC tambin produce cantidades significativas de gases livianos (C1 a C4), incluidas las olefinas. Las olefinas livianas son qumicos altamente reactivos y valiosos, ya sea como materias primas de petroqumicos o como materia prima para los procesos de mejoramiento de las refineras (las cuales producen alto octanaje, mezcla de componentes de gasolina con bajo contenido de azufre).

Mediante una adecuada seleccin de catalizadores, las unidades FCC se pueden disear para maximizar la produccin de mezcla componentes de gasolina (nafta de FCC), mezcla de componentes de destilados (aceite cclico ligero) o materias primas de petroqumicos.

El azufre es un contaminante para los catalizadores de FCC, es decir, el contacto con el azufre reduce la efectividad de los catalizadores de FCC. Para corregir este problema, muchas refineras tienen unidades de desulfuracin frente al FFC que remueve la mayora del azufre de la carga de FCC. Incluso si dichas unidades estn en su lugar, el flujo de refinacin producido por la unidad de FCC an contiene algo del azufre que se encontraba en la carga de FCC. En realidad, los productos del FCC no tratados (la nafta de FCC y el aceite cclico ligero) son las principales fuentes de azufre presentes en la gasolina y el combustible disel.

La carga de FCC no tratada (denominada aceite lodoso) tiene varias disposiciones en la refinera, incluso la carga para la unidad de coquizacin (en las refineras que tienen unidades de FCC y de coquizacin).

B. COQUIZACION

La coquizacin es proceso de conversin trmica, no cataltico que descompone el aceite residual, el residuo ms pesado que resulta de la destilacin del crudo, en un rango de intermedios ms livianos para continuar su procesamiento. En la industria de la refinacin, la coquizacin es el medio principal (aunque no el nico) de conversin del aceite residual, el fondo del barril de crudo, en productos ms livianos y valiosos.

Los productos craqueados a partir de la coquizacin incluyen gases livianos (incluidas las olefinas livianas), nafta de baja calidad (nafta del proceso de coquizacin) y flujos destilados (destilado de coque), los cuales deben continuar su procesamiento, y grandes volmenes de gasleo de coque y coque de petrleo ( 2530 % en la carga).

El gasleo de coque se utiliza principalmente como carga de FCC adicional. Sin embargo, el gasleo de coque contiene altos niveles de azufre y otros contaminantes, los cuales disminuyen el valor de la carga de FCC, en comparacin con el gasleo de destilacin directa.

Segn el tipo de petrleo crudo, el coque de petrleo que se produce en el coquizador se puede vender para varios fines de uso, por ejemplo, como combustible en refineras o plantas de energa externas, o simplemente ser enterrado.

C. HIDROCRAQUEO

El hidrocraqueo, al igual que el FCC, convierte los destilados y el gasleo a partir de la destilacin del crudo (como as tambin otros flujos de refinera pesados), principalmente en gasolina y destilados. Este es un proceso cataltico que opera a temperatura moderada y a alta presin. Aplica hidrgeno generado externamente para descomponer el destilado y las cargas de gasleo pesado en gases livianos, materias primas de petroqumicos, y mezcla de componentes de gasolina y combustible disel.

Como sucede con el FCC, el hidrocraqueo ofrece altos rendimientos de productos livianos y una extensa flexibilidad operativa. El rendimiento del producto a partir del hidrocraqueo depende del modo como est diseada y opera la unidad. Desde un extremo operativo, un hidrocraqueador puede convertir esencialmente toda su carga en mezcla de componentes de gasolina, con rendimientos de 100 vol% en la carga. De manera alternativa, un hidrocraqueador puede producir combustible pesado y disel, con rendimientos combinados de 85% a 90 vol%, junto con bajos volmenes de gasolina.

El hidrocraqueo presenta una notable ventaja respecto del FCC. La entrada de hidrgeno al hidrocraqueador no slo causa reacciones de craqueo, sino tambin otras reacciones que extraen los heterotomos, en especial el azufre, de los flujos hidrocraqueados. Estas reacciones de hidrotratamiento producen flujos hidrocraqueados con contenido de azufre muy bajo y mejores propiedades.

Los flujos hidrocraqueados no slo que casi no contienen azufre, sino que tambin tienen un bajo contenido de aromticos. Los aromticos son hidrocarburos que tienen molculas en forma de anillo. Los aromticos en el punto de ebullicin de destilados tienen un deficiente funcionamiento del motor (es decir, baja cantidad de cetano) y deficientes caractersticas de emisin en el combustible disel. Las reacciones qumicas en el hidrocraqueo rompen los anillos aromticos y, de ese modo, producen una mezcla de componentes de destilados especial, con un destacado funcionamiento y caractersticas de emisin. En consecuencia, los hidrocraqueadores en las refineras con FCC y/o unidades de coquizacin, a menudo reciben como carga el alto contenido de aromticos, flujos de destilados de alto contenido de azufre, a partir de estas unidades.

El hidrocraqueo es ms efectivo que el FCC o la coquizacin en cuanto a la conversin del gasleo pesado y la elaboracin de productos de bajo contenido de azufre.

PARAMETROS OPERACIONALES

El hidrocraqueo combina la rotura de los enlaces de carbono-carbono con el agregado de hidrogeno. Existen diversas formas de hidrocraqueo, dependiendo de la aplicacin. Estas abarcan desde el hidrocraqueo medio de los gasoils pesados de vaco efectuado a una presin parcial de hidrogeno oscila entre 5.5 y 10.4 Mpa, hasta el hidrocraqueo severo del petrleo residual llevado a cabo a una presin de 20.7 Mpa.

Fuertes presiones de hidrogeno y temperaturas relativamente bajas (250 a 400 C). la destilacion progresiva de los catalizadores por deposicion de coque sobre ellos, se ve claramente disminuida por la presencia de hidrogeno. Se puede rebajar a mas bajas temperaturas y mejor selectividad pero hay que contar el precio de hidrogeno y su utilizacion.

Figura 7.10: Esquema del Proceso de Hidrocraqueo

Fuente: MathPro. (2011)

REACCIONES DEL PROCESO

Saturacion de olefinas y diolefinas.

EC. (7.1)

Desulfurizacion de mercaptanos, sulfuros y tiofenos.

EC. (7.2)

EC. (7.3)

Saturacion de aromaticos

EC. (7.4)

VENTAJAS DEL PROCESO

Mejor balance en la produccion de gasolina y destilados.

Mejor rendimiento en gasolina

Mejoramiento de la calidad y sensibilidad de octano de la gasolina

Produccion de cantidades relativamente altas de isobutanos en la fraccion de butanos.

TECNOLOGIAS DEL PROCESO DE HIDROCRAQUEO

Existen numerosas licencias disponibles para procesos de hidrocraqueo, algunas de ellas se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 7.4: Licencias Disponibles en Procesos de Hidrocraqueo

Fuente: James H. Gary Glenn E. Handwerk, Petroleum Refining Technology

And Economics, 2001.

7.3. PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MEZCLA DE COMPONENTES DE GASOLINA Y COMBUSTIBLE DIESEL

7.3.1. MEZCLAS DE COMPONENTES DE GASOLINA

Cada refinera produce de uno a cuatro grados de gasolina (diferenciados por su ndice de octano, contenido de azufre y otras propiedades fsicas). Por lo general, cada grado es una mezcla de seis a diez componentes de mezcla (producidos en la refinera o comprados). Todos los grados se mezclan a partir del mismo conjunto de componentes de mezcla, pero con diferentes frmulas.

La Figura 7.11 enumera las mezclas de componentes de gasolina ms comunes e indica los rangos tpicos para las propiedades de mezcla ms importantes de cada componente de mezcla, incluido el contenido de azufre.

Figura 7.11: Proporcin Tpica y Propiedades Caractersticas del Estndar de Mezclas de Componentes de Gasolina

Fuente: MathPro. (2011).

La Figura 7.11 muestra los rangos de las distintas propiedades de los componentes de mezcla debido a que los valores patrimoniales especficos dependen de las propiedades del petrleo crudo y (para algunas mezclas de componentes, en particular el reformado y la nafta de FCC) el ndice de procesamiento en las unidades que los producen. Por ejemplo, como norma general, el contenido de azufre de la nafta de FCC es de alrededor de 1/10 del crudo a partir del cual se produce. Por esta causa, el petrleo crudo que contiene 2 % de azufre (20.000 ppm) podra producir una nafta de FCC con contenido de azufre de 0,2 % (2000 ppm).

Las propiedades indicadas son de los flujos crudos, es decir, los flujos que no continuaron su procesamiento para mejorar sus propiedades. En particular, los contenidos indicados de azufre no reflejan el hidrotratamiento descendente de las unidades que produjeron los flujos.

Debido a su alto contenido de azufre y alta proporcin por contenido en el yacimiento de gasolina, la nafta de FCC es la fuente principal de azufre en la gasolina, que aporta hasta un 90% del azufre que sta contiene, antes del procesamiento para el control de azufre. La nafta del proceso de coquizacin y de destilacin directa aporta la mayor parte del azufre restante.

7.3.2. MEZCLA DE COMPONENTES DE COMBUSTIBLE DIESEL

Cada refinera produce uno o dos grados de disel (que se distinguen principalmente por sus contenidos de azufre, al igual que por su cantidad de cetano, densidad y otras propiedades fsicas). Por lo general, cada grado es una mezcla de tres a cinco componentes de mezcla producidos en la refinera (y, en algunos lugares, biodisel comprado y (en unos pocos casos) disel Fischer-Tropsch). Como sucede con la gasolina, todos los grados de disel se mezclan a partir del mismo conjunto de componentes de mezcla, pero con diferentes frmulas.

La Figura 7.12 enumera las mezclas de componentes de combustible disel ms comunes e indica los rangos tpicos de las propiedades de mezcla ms importantes de cada componente de mezcla.

Figura 7.12: Proporcin Tpica y Propiedades Caractersticas del Estndar de Mezclas de Componentes de Combustible Disel

Fuente: MathPro. (2011).

Esta figura no muestra los rangos de las propiedades de los componentes de muestra, pero (como sucede con las mezclas de componentes de gasolina) los valores de estas propiedades dependen de las propiedades del petrleo para refinacin.

Como se mencion anteriormente, las propiedades indicadas son de los flujos crudos, es decir, los flujos que no continuaron su procesamiento para mejorar sus propiedades. En particular, los contenidos indicados de azufre no reflejan el hidrotratamiento descendente de las unidades que produjeron los flujos.

El aceite cclico ligero de FCC es el contribuyente ms grande de contenido de azufre del yacimiento de disel, antes del procesamiento para el control de azufre. El destilado de coque (que se produce en las refineras de conversin profunda) y los destilados de destilacin directa representan el azufre restante.

7.4. PANORAMA NACIONAL

7.4.1. REFINERIAS EN BOLIVIA

En Bolivia se tienen cinco refineras en operacin, sin embargo solo tres de ellas producen diesel y gasolina para cubrir la demanda en el pas.

7.4.1.1. REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL

Ubicacin: Valle Hermoso Cochabamba

Capacidad: 25,500 BPD

Figura 7.13: Refinera Gualberto Villarroel

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

Tabla 7.5: Caractersticas de la RGV

UNIDADES

PRODUCTOS PRINCIPALES

PRODUCTOS SECUNDARIOS

Planta carburantes

Planta lubricantes

Servicios tcnicos

GLP

Gasolina especial.

Gasolina Premium.

AVGAS

Jet fuel

Keroseno

Diesel

fuel

Lubricantes

Grasas lubricantes

Parafinas y asfaltos

Crudo reconstituido

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

7.4.1.2. REFINERIA GUILLERMO ELDER BELL

Ubicacin: Palmasola Santa Cruz

Capacidad: 18500 BPD

Figura 7.14: Refinera Guillermo Elder Bell

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

Tabla 7.6: Caractersticas de la RGEB

UNIDADES

PRODUCTOS PRINCIPALES

PRODUCTOS SECUNDARIOS

Planta carburantes

Servicios tcnicos

GLP

Gasolina especial.

Gasolina Premium.

AVGAS

Jet fuel

Keroseno

Diesel

fuel

Crudo reconstituido

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

7.4.1.3. REFINERIA ORO NEGRO

Ubicacin: campo La Pea Santa Cruz

Capacidad: 3600 BPD

Figura 7.15: Refinera Oro Negro

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

Tabla 7.7: Caractersticas de la RON

UNIDADES

PRODUCTOS PRINCIPALES

PRODUCTOS SECUNDARIOS

Unidad de destilacin primaria.

Unidad de recuperacin cataltica.

Servicios tcnicos.

GLP

Gasolina especial.

Diesel.

Crudo reconstituido.

Crudo reducido.

Gasolina blanca.

Fuente: Ing. Flores R. Presentaciones refinacin del petrleo (2010).

7.4.2. PRODUCCION CERTIFICADA DE PETRLEO, CONDENSADO Y GASOLINA NATURAL EN BOLIVIA

Figura 7.16: Produccin de los Campos En Bolivia.

Fuente: Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos (Enero Septiembre 2012).

La produccin promedio de hidrocarburos lquidos en el perodo de enero a septiembre de 2012 super a la produccin promedio de la gestin 2011 en 12,15%. La produccin promedio de condensado se increment en 15,54%, la produccin de gasolina natural se increment en 9,12% y la produccin de petrleo disminuy en 3,69%.

Los campos que ms aportan a la produccin total de hidrocarburos lquidos son Sbalo y San Alberto, campo gasferos que producen condensado asociado al gas natural. La produccin de condensado de estos campos al tercer trimestre de 2012 representa el 50,1% de la produccin total de hidrocarburos lquidos.

7.4.3. COMBUSTIBLES LQUIDOS OBTENIDOS POR REFINERAS.

GASOLINA ESPECIAL (Bbl/da)

Tabla 7.8: Produccin de Gasolina Especial por Refineras

Fuente: Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos (Enero Septiembre 2012).

La gasolina especial es el combustible de mayor produccin. Las refineras de YPFB Refinacin S.A. produjeron al tercer trimestre de 2012 el 94,4%. La refinera Oro Negro produjo gasolina especial de 5,6% del total de produccin.

La produccin de gasolina especial de enero a septiembre de 2012 alcanz un promedio de 16.074 Bbl/da superando en 12,06% a la produccin promedio del mismo perodo de la gestin 2011. El mes de mayor produccin al tercer trimestre fue septiembre alcanzando un promedio de 18.130 Bbl/da.

DIESEL OIL (Bbl/da)

Tabla 7.9: Produccin de Diesel Oil por Refinera

Fuente: Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos

(Enero Septiembre 2012).

El diesel ol es el segundo combustible de mayor produccin de las refineras despus de la gasolina especial. Al tercer trimestre de 2012 el 91,4% de la produccin de este combustible se realiz en las refineras de YPFB Refinacin S.A. y el restante 8,6% en las dems refineras. La produccin promedio al tercer trimestre de 2012 alcanz los 12.305 Bbl/da.

IMPORTACIONES

Tabla 7.10: Importacin de Productos Terminados

Fuente: Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos

Fiscales Bolivianos (Enero Septiembre 2012).

El promedio de las importaciones de Diesel Ol al tercer trimestre se increment en 3,66% en relacin al perodo 2011.

Los precios de importacin, que se sealan a continuacin, varan en funcin al precio internacional del petrleo, punto de entrega, tipo de producto, medio de transporte y costo de flete.

Figura 7.17: Precios de Importacin.

Fuente: Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos (Enero Septiembre 2012).

8. TEMARIO TENTATIVO

CAPITULO I. GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCION

1.2. ANTECEDENTES

1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.3.1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

1.3.2. FORMULACION DEL PROBLEMA

1.4. OBJETIVOS

1.4.1. OBJETIVO GENERAL

1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

1.5. JUSTIFICACION

1.5.1. JUSTIFICACION TECNICA

1.5.2. JUSTIFICACION ECONOMICA

1.5.3. JUSTIFICACION SOCIAL

1.5.4. JUSTIFICACION AMBIENTAL

1.6. ALCANCE

1.6.1. ALCANCE TEMATICO

1.6.2. ALCANCE GEOGRAFICO

1.6.3. ALCANCE TEMPORAL

CAPITULO II. ESTUDIO DE MERCADO

2.1. PETROLEO CRUDO

2.1.1. PRODUCCION DE CRUDO EN BOLIVIA

2.1.2. PROYECCION DE LA PRODUCCION DE CRUDO

2.2. PRODUCCION DE COMBUSTIBLES LQUIDOS EN BOLIVIA

2.2.1. PRODUCCION DE DIESEL

2.2.2. PRODUCCION DE GASOLINA ESPECIAL

2.2.3. PROYECCION DE LA PRODUCCION DE COMBUSTIBLES LIQUIDOS

2.3. CONSUMO DE COMBUSTIBLES LIQUIDOS EN BOLIVIA

2.3.1. CONSUMO DE DIESEL

2.3.2. CONSUMO DE GASOLINA ESPECIAL

2.3.3. PROYECCION DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLES LIQUIDOS

2.4. CALCULO DEL DEFICIT DE DIESEL Y GASOLINA

2.4.1. DETERMINACION DEL TAMAO DE LA PLANTA

2.5. UBICACIN Y MEDIO AMBIENTE

2.5.1. DISPONIBILIDAD DE MATERIA PRIMA

2.5.2. REDES DE DISTRIBUCION

2.5.3. EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL

2.5.4. ELECCION DEFINITIVA DE LA UBICACIN

CAPITULO III. INGENIERIA DEL PROYECTO

3.1. EL REFINADO DEL PETROLEO

3.1.1. CLASIFICACION DE REFINERIAS

3.1.1.1. REFINERIAS EN BOLIVIA

3.1.1.1.1. REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL

3.1.1.1.2. REFINERIA GUILLERMO ELDER BELL

3.1.1.1.3. REFINERIA ORO NEGRO

3.2. PROCESOS DE REFINACION

3.2.1. PROCESOS DE CONVERSION

3.2.1.1. PROCESOS DE CONVERSION CATALITICA

3.2.1.1.1. CRAQUEO CATALITICO FLUIDIZADO

3.2.1.1.2. COQUIZACION

3.2.1.1.3. HIDROCRAQUEO

3.3. HIDROCRAQUEO

3.3.1. REACCIONES QUIMICAS DEL PROCESO

3.3.2. ALIMENTACION DEL PROCESO

3.3.2.1. COMPOSICION DE LOS PETROLEOS CRUDOS Y DE LOS PRODUCTOS

PETROLIFEROS

3.3.2.1.1. CONSTITUYENTES PUROS

3.3.2.1.1.1. HIDROCARBUROS

3.3.2.1.1.2. COMPUESTOS DISTINTOS DE LOS HIDROCARBUROS

3.3.2.1.2. COMPUESTOS INDEFINIDOS QUIMICAMENTE

3.3.2.1.2.1. ASFALTENOS

3.3.2.1.2.2. RESINAS

3.3.2.2. CONTENIDO DE NITROGENO

3.3.2.3. CONTENIDO DE SULFURO DE HIDROGENO

3.3.2.4. CONTENIDO DE HPNA

3.4. PROCESOS DE HIDROCRAQUEO

3.4.1. PROCESO ISOMAX

3.4.2. PROCESO UNICRACKING

3.4.3. PROCESO GOFINING

3.4.4. PROCESO ULTRACRACKING

3.4.5. PROCESO SHELL

3.4.6. PROCESO BASF IFP HYDROCRACKING

3.4.7. PROCESO UNIBON

3.5. SELECCIN DE LA TECNOLOGIA

CAPITULO IV. DISEO DE LA PLANTA

4.1. BALANCE DE MATERIALES

4.2. VARIABLES DEL PROCESO

4.2.1. TEMPERATURA DEL REACTOR

4.2.2. PRESION DEL REACTOR

4.2.3. VELOCIDAD ESPACIAL

CAPITULO V. FLUJO DE CAJA

5.1. COSTOS DE LA UNIDAD E INSTALACION

5.1.1. COSTOS DE EQUIPOS

5.1.2. COSTO DE INSTALACION DE LA UNIDAD

5.2. CALCULO DE INDICADORES ECONOMICOS

5.2.1. VALOR AGREGADO NETO VAN

5.2.2. TASA INTERNA DE REGRESO TIR

5.2.3. CONCLUSION

CAPITULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. CONCLUSIONES

6.2. RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

9. CRONOGRAMA DE TRABAJO

SEMANA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Eleccin del tema

Form. Problema

Justific. Y alcance

Marco terico

Marco practico

Elab. de borrador

Defensa borrador

Defensa final

10. BIBLIOGRAFA

1. James H. Gary Glenn E. Handwerk, Petroleum Refining Technology And Economics, 4th. ed., Marcel Dekker Inc., New York, 2001.

2. J. P Wauquier, El Refino Del Petrleo, Diaz De Santos, (2004).

3. Max S. Peters - Klaus D. Timmerhaus, Plant Design And Economics For Chemical Engineers, 4th ed., McGraw Hill International Editions, New York, 1991.

4. Robert A. Meyers, Handbook Of Petroleum Refining Processes, 3rd. ed., McGraw-Hill Handbooks

5. W. Behrens - P. M . Hawranek, Manual Para La Preparacin De Estudios De Viabilidad Industrial, Organizacin De Las Naciones Unidas Para El Desarrollo Industrial, Viena, 1994.

6. Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos, Boletn Estadstico, (Enero - Septiembre), 2012.

7. Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos. Plan De Inversin 2009-2015.

8. MathPro, Introduccion A La refinacion Del Petroleo Y Produccion De Gasolina Y Diesel Con Contenido Ultrabajo De Azufre, 2011.

Conversin = Moles del reactante consumido = O

Moles iniciales de reactante

EC. (7.6)

EC. (7.5)

6