PROCESOS DE LA INDUSTRIA DEL PETRLEO Esso Research and Engineering Co.

PROCESO GENERAL DE LA REFINERA

PROCESO GENERAL DE LA REFINERA2Introduccin2Que hace una refinera2Tabla I3Principales combustibles derivados del petrleo y sus usos3Tabla II4Propiedades de varias fracciones vrgenes4Tipos de refinera5Tabla III5Combinaciones tpicas de procesos de una refinera5Refinera de productos combustibles6Hydroskimmer6Figura 3. Refinera hydroskimming tpica7Conversin7Figura 4. Refinera de conversin tpica8Figura 5. Refinera de conversin mxima10Una refinera de productos combustibles con productos especiales11Costos y economa de la refinera12Capacidad13Distribucin de producto13Calidad de producto13Tipo de crudo14Ubicacin geogrfica14Tendencias de proceso14

PROCESO GENERAL DE LA REFINERA

Por R.H Beresford y W.S. Peret

Revisado por: R.C. Thierfelder y F.M. Spooner

Introduccin

Una refinera de petrleo es una fbrica donde el petrleo crudo, la materia prima, se convierte en productos terminados que pueden utilizarse. Es la fase de elaboracin de la industria petrolera. En este documento se presenta una introduccin a la operacin general de la refineras como un antecedente a la informacin detallada sobre los procesos especficos y productos que le sigue. Otros documentos en esta serie abarcan las operaciones y los procesos ms importantes utilizados en la refinacin, y tratan las propiedades crticas y los usos finales del producto. Sin embargo debera enfatizarse que una refinera es slo una de las fases ms importantes de la industria petrolera; otras fases son la exploracin, la produccin, el transporte, y la comercializacin. Tambin podran incluirse la investigacin y la ingeniera, pero en realidad estas son una parte necesaria e integral de cada una de las fases.

Que hace una refinera

La funcin de las refineras es convertir el petrleo crudo en productos terminados requeridos por el mercado en la forma ms eficiente, y por lo tanto ms rentable posible. Los mtodos empleados necesariamente variarn de una refinera a otra, dependiendo del crudo procesado la naturaleza y lugar del mercado, el tipo de equipo disponible, y muchos otros factores. No obstante, para simplificar, puede considerarse que todos los procesos de refinacin se incluye en una de cuatro categoras bsicas. La primera categora es el fraccionamiento o destilacin. Este mtodo separa en forma fsica una mezcla de componentes y fue el primer proceso utilizado en la refinacin del petrleo. Hoy en da, sigue siendo uno de los ms importantes. No obstante, ya que generalmente no es posible separar las mezclas de petrleo complejas en compuestos individuales, dichas mezclas se segregan en fracciones o cortes, cada uno de los cuales est caracterizado por un rango de ebullicin cuidadosamente controlado. Estos cortes luego se procesan o utilizan en las operaciones de la refinera. El segundo tipo de proceso bsico, esencialmente qumico, consiste en convertir o transformar qumicamente algunos de estos cortes en productos de valor comercial superior. Existen muchas formas de hacer esto, pero todos fundamentalmente se basan en alterar la estructura molecular de los componentes. En el caso de los hidrocarburos pesados, las molculas pueden craquearse para formar productos ms livianos y de mayor valor, como por ejemplo mediante el craqueo cataltico y coking. Por otra parte, lo productos gaseosos pueden polimerizarse o combinarse en alguna otra forma para formar productos lquidos que puede mezclarse con la nafta. Con algunos procesos, por ejemplo el reformado cataltico, tanto el craqueo como la polimerizacin tienen lugar en forma conjunta, dando lugar a reacciones ms deseables de deshidrogenacin, hidrogenacin, e isomerizacin.

El resultado neto de todas estas transformaciones que es la produccin de mezclas que contienen nuevas distribuciones de hidrocarburos de mayor valor que los componentes a partir de los cuales se obtuvieron. Casi todas las fracciones producidas mediante los procesos antes mencionados mantienen ciertos componentes no deseados o impurezas. La tercera categora bsica, por lo tanto, es el tratamiento, o grupo de procesos que incluye la remocin de componentes no deseados, o su transformacin en compuestos inocuos o menos indeseables. La remocin de las impurezas algunas veces se logra mediante el tratamiento fsico, como se ejemplifica en el proceso Edeleanu para el kerosene, donde el azufre y ciertos hidrocarburos no deseados se eliminan por extraccin con dixido de azufre lquido. Alternativamente, la remocin puede llevarse a cabo convirtiendo los compuestos no deseados para formar productos que puedan eliminarse ms fcilmente, como se realiza en la hidrodesulfurizacin del combustible diesel. En este proceso, los compuestos del azufre se craquean e hidrogenan. El azufre se convierte en cido sulfdrico, el cual puede separarse fcilmente del combustible diesel mediante el fraccionamiento. Un ejemplo de la conversin de componentes no deseados en componente inofensivos que permanecen en el producto es el proceso de endulzamiento de gasolina. Existen mercaptanes presentes que le dan al producto un olor desagradable. El proceso de endulzamiento slo transforma estos elementos en disulfuros orgnicos, que son ms aceptables.

Aunque el azufre sea tal vez la impureza ms comn y ms problemtica que se encuentra en el petrleo, ciertamente no es la nica. En el petrleo pueden encontrarse sustancias tales como nquel, vanadio, y nitrgeno. Estas impurezas son indeseables debido a las dificultades que provocan en la refinera durante el proceso o debido a los efectos adversos que tienen durante el uso del producto.

Ms an, la presencia de ciertos hidrocarburos o ciertos tipos de hidrocarburos puede reducir la calidad de un producto especfico. Se mencion que los aromticos se eliminan del kerosene mediante extraccin de SO2. Los aromticos presentan caractersticas de combustin no deseables y por lo tanto , la calidad del producto mejora cuando ciertas impurezas se eliminan. El proceso de tratamiento de los aceites lubricantes, como por ejemplo la extraccin de cera, la extraccin de asfalto, y tratamiento con fenoles, tambin se incluye en esta categora.

La cuarta y ltima categora bsica es la mezcla de los cortes terminados para formar productos comercializables, como por ejemplo la nafta para motores, el kerosene, JP, aceites lubricantes, y el fuel oil bunker, segn las especificaciones correspondientes. Estas categoras bsicas comprenden la operacin fundamental de una refinera.

Tabla I

Principales combustibles derivados del petrleo y sus usos

Rango tpico de ebullicin F-C

ProductosUsos