PROPIEDADES DEL CRUDO Y GAS, TRATAMIENTO Y MEDIOS DE SEGURIDAD DE SU MANEJO

FACULTAD DE INGENIERIA EN PETROLEOS

R E F I N A C I Ó N

ING. BLADIMIR CERON

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DEBER 4

PAOLA ALEXANDRA ARTOS PEREZ

PROPIEDADES DEL CRUDO Y GAS, TRATAMIENTO Y MEDIOS DE SEGURIDAD DE SU MANEJO

ABSTRACT:

Las propiedades del crudo y gas, así como también el tratamiento y medio de seguridad de su manejo se presentaran en el siguiente trabajo realizado con diversas fuentes de investigación tomando en cuenta parámetros importantes que influirán estas propiedades.

En la actualidad se puede afirmar con mucha certeza que el petróleo es la principal fuente de energía de la humanidad; asi como ahora la tenemos en abundancia, podemos pensar que en cierto tiempo esta fuente se terminara, enseguida nos daríamos cuenta de la dimensión del problema: los aviones, los automóviles, autobuses, gran parte de los ferrocarriles, los barcos, las máquinas de guerra, centrales térmicas, muchas calefacciones dejarían de funcionar, además de que los países dependientes del petróleo para sus economías caerían en la quiebra

Por otro lado tenemos al gas natural el cual es un compuesto dulce que nos permite llenar de combustible, es importante recalcar que no se está explotando este recurso en su totalidad porque es mucho el que se pierde.

La explotación y el transporte de petróleo son las principales fuentes de contaminación por hidrocarburos ya que el 60% de la producción mundial de petróleo se transporta por vía marítima y se calcula que el 0.1% de ésta se derrama en el mar aproximadamente unos 2.2 millones de toneladas al año.

Se debe tomar como prioridad la protección de la salud y la seguridad de las personas en las operaciones de una compañía petrolera. Las prácticas de trabajo seguras ayudan a minimizar los riesgos contra la salud y la seguridad de las personas involucradas en incidentes.

Actualmente podemos decir que las leyes que se le imponen a la Industria Petrolera, en muchos de los casos se cumplen al pie de la letra, lo cual ha reducido el impacto ambiental que esta Industria tiene para el medio ambiente.

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RECURSOS:

Como sabemos en las refinerías se genera un proceso mediante el cual se procede a separar el petróleo crudo en sus distintos derivados más livianos como lo son gasolina, gasoil, fueloil y asfaltos, que son usados como combustibles. También se separan otros productos de los que se obtienen plásticos, fertilizantes, pinturas, pesticidas, medicinas y fibras sintéticas.

Como conocimiento previo sabemos que el petróleo es un compuesto formado esencialmente por carbono e hidrógeno y pequeñas impurezas de azufre.

El gas natural está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos: fundamentalmente metano con una pequeña cantidad de propano y butano. El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. El metano se usa como combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para obtener diferentes compuestos en la industria química orgánica. El metano se distribuye normalmente por conducciones de gas a presión (gaseoductos).

En 1990 se obtenía del petróleo el 38,6% de la energía comercial del mundo, aunque unos años antes, en 1974 llegó a representar el 47,4%, antes de la crisis planteada por la OPEP. Ese mismo año la proporción de energía comercial suministrada por el gas natural fue de un 21,6% y desde la crisis del petróleo de 1973 ha ido aumentando ligeramente la proporción en la que se consume.

Se puede encontrar petróleo y gas natural en todos los continentes distribuidos de forma muy irregular. Enormes campos petrolíferos que contienen alrededor de la mitad del petróleo mundial se encuentran en el Oriente Próximo. También existen grandes cantidades de petróleo en el Golfo de México, Mar del Norte y el Artico (tanto en Alaska como en Rusia). Se piensa que debe haber notables reservas en las plataformas continentales, aunque por diversos problemas la mayoría de ellos no están todavía localizados y explotados.

Es muy difícil estimar para cuantos años tenemos petróleo y gas natural. Es difícil hacer este cálculo porque depende de muchas variables desconocidas. No sabemos cuántos depósitos nuevos se van a descubrir. Tampoco cual va a ser el ritmo de consumo, porque es probable que cuando vayan escaseando y sus precios suban se busque con más empeño otras fuentes alternativas de energía y su ritmo de consumo disminuya. Por esto las cifras que se suelen dar son muy poco fiables. En 1970 había reservas conocidas de petróleo para unos 30 años (hasta el año 2000) y de gas natural para unos 40 años. En cambio en 1990 había suficientes depósitos localizados de petróleo para otros 40 años (hasta el 2030) y de gas natural para unos 60 años; es decir, en estos años se ha descubierto más de lo que se ha consumido.

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RESOLUCION:

PROPIEDADES DEL CRUDO Y GAS

La valoración de los costos de refinación del petróleo crudo requiere una descripción completa del crudo y sus componentes, incluida la calificación de sus propiedades. Sin embargo, existen dos propiedades que son especialmente útiles para clasificar y comparar rápidamente los petróleos crudos: la gravedad API (medida de densidad) y el contenido de azufre.GRAVEDAD API:

La densidad de un crudo indica qué tan liviano o pesado es en su totalidad. Los crudos más livianos tienen una mayor proporción de pequeñas moléculas, que las refinerías pueden convertir en gasolina, combustible pesado y diésel (cuya demanda está en aumento). Los crudos más pesados tienen proporciones más altas de moléculas grandes, que las refinerías pueden utilizar en combustibles industriales pesados, asfalto y otros productos pesados (cuyos mercados son menos dinámicos y, en algunos casos, se están reduciendo), o procesarlas en moléculas más pequeñas que se pueden utilizar en combustibles para transporte.

En la industria de refinación, la densidad de un crudo se expresa generalmente en términos de gravedad API, un parámetro de medición de unidades en grados (o API), por ejemplo, 35º API. La gravedad API varía en forma inversa a la densidad (es decir, cuánto más liviano es el material, más alta es la gravedad API).

CONTENIDO DE AZUFREEntre los hetero elementos presentes en el petróleo crudo, el azufre es el que más afecta el proceso de refinación.

Los niveles suficientemente altos de azufre en el flujo de refinación pueden desactivar (“contaminar”) los catalizadores que aceleran las reacciones químicas deseadas en ciertos procesos de refinación, provocar la corrosión en el equipo de refinería, y generar la emisión a la atmósfera de compuestos de azufre, que no son agradables y pueden estar sujetos a estrictos controles reglamentarios.

El azufre de los combustibles para vehículos automotores ocasiona la emisión de compuestos de azufre indeseables e interfiere con los sistemas de control de emisiones de este tipo que están destinados a regular las emisiones perjudiciales, como los compuestos orgánicos volátiles y óxidos de nitrógeno.

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FACTOR VOLUMÉTRICO (βo)Es la relación entre el volumen de petróleo a condiciones de reservorio y el volumen de petróleo en condiciones de superficie.

FACTOR DE VOLUMEN DEL GAS (βg): Es la relación entre3 el volumen ocupado por el gas en condiciones de reservorio y en condiciones de superficie.

RELACIÓN GAS-PETRÓLEO DISUELTO (R s): Es el volumen de gas que solubiliza la unidad de volumen de petróleo en condiciones de superficie.

RELACIÓN GAS-PETRÓLEO INSTANTÁNEA PRODUCIDA (GOR):Es el volumen de gas que se produce en la boca del pozo por unidad de volumen de petróleo producido en un corto intervalo de tiempo.

Tratamiento: Los procesos de tratamiento provocan reacciones químicas que extraen los heteroátomos (por ejemplo, azufre, nitrógeno, metales pesados) y/o ciertos compuestos específicos de las fracciones de petróleo crudo y los flujos de refinación, para diferentes fines. Los fines más importantes son cumplir las especificaciones del producto refinado (por ejemplo, el contenido de azufre en la gasolina y el combustible diésel, el contenido de benceno en la gasolina, etc.) y proteger los catalizadores que se usan en los diferentes procesos de refinación de la desactivación (“contaminación”) ocasionada por el contacto prolongado con heteroátomos. Sin duda, entre las diversas tecnologías de tratamiento, la que se usa con más frecuencia es la hidrogenación catalítica o hidrotratamiento. Los hidrotratadores extraen los heteroátomos ocasionando una reacción de los flujos de refinación que contienen el/los heteroátomo/s con hidrógeno en presencia de un catalizador. El hidrógeno se combina con el/los heteroátomo/s para formar moléculas distintas de los hidrocarburos que se separan fácilmente de los flujos de refinación. El hidrotratamiento tiene diversas formas y grados de severidad. Como consecuencia de ello, se lo designa con diferentes términos en la industria de la refinación. El hidrotratamiento destinado a eliminar el azufre se define usualmente como hidrodesulfuración, mientras que el proceso por el cual se elimina el nitrógeno se denomina hidrodenitrificación, y así sucesivamente. El hidrotratamiento se realiza a altos índices (es decir, alta temperatura, presión y concentración de hidrógeno), y a menudo implica también algún hidrocraqueo incidental. El hidrotratamiento profundo de este tipo se denomina hidrorefinación. Este procedimiento realizado a bajos índices se utiliza para modificar ciertas características de los productos de especialidad refinados (por ejemplo, diferentes propiedades de aceites lubricantes) para cumplir las especificaciones. El hidrotratamiento leve con frecuencia se denomina hidro acabado. La mayoría de las refinerías que elaboran productos livianos tienen muchas unidades de hidrotratamiento. Éstas operan en diferentes fracciones de petróleo crudo, flujos de refinería intermedios, materias primas y componentes de mezcla, que varían de las naftas livianas al crudo pesado, y cumplen diferentes propósitos.

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A continuación presentamos un ejemplo:

Todos los reformadores catalíticos tienen hidrotratadores de nafta que reducen el contenido de azufre de la carga del reformador a < 1 ppm, para proteger el catalizador reformador. Algunos reformadores también tienen hidrotratadores posteriores (unidades de saturación del benceno) para extraer el benceno del reformado.

Muchas unidades de FCC, en especial en las refinerías que producen un tipo de crudo sulfuroso para refinación o combustible con bajo contenido de azufre y combustible diésel, tienen carga de FCC de hidrotratadores. Estos hidrotratadores reducen las emisiones de óxidos de azufre del FCC, protegen el catalizador de FCC de la contaminación por nitrógeno y metales.

MEDIOS DE SEGURIDAD DE SU MANEJO

INSPECCIÓN PERIÓDICA:En refinerías y plantas de proceso, es práctica normal inspeccionar todos los recipientes y tuberías presurizados por corrosión y erosión.

INSTALACIÓN DE DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD:Todos los dispositivos de seguridad deben ser instalados tan cerca del recipiente como sea posible y de manera tal que la fuerza de reacción de descarga de fluidos no los destruya, desajuste, o disloque. La descarga de los dispositivos de seguridad no debe poner en peligro al personal u otros equipos.

CABEZALES DE SEGURIDAD (DISCOS DE RUPTURA)La descarga de un cabezal de seguridad debe estar abierta sin restricción. No se debe permitir que se acumule agua cerca del disco de ruptura debido a que puede formar hielo y alterar las características de ruptura del disco. Las válvulas de alivio de presión pueden corroerse y filtrar o puede "congelarse" en la posición cerrada.

EXTRACTORES DE NEBLINAAlgunos extractores de neblina en separadores de gas y petróleo requieren un drenaje o conducto descendente de líquido desde el extractor de neblina hasta la sección de líquido del separador. Este drenaje será una fuente de problema cuando la caída de presión a través del extractor de neblina llegue a ser excesiva.

BAJAS TEMPERATURASLos separadores deben ser operados por encima de la temperatura de formación de hidratos. De otra manera los hidratos pueden formarse dentro del recipiente y taponarlo

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parcial o completamente, reduciendo la capacidad del separador y, en algunos casos cuando la salida de líquido o gas son taponadas, causando que la válvula de seguridad se abra o el disco de ruptura se rompa. FLUIDOS CORROSIVOSUn separador que maneje fluidos corrosivos debe ser revisado periódicamente para determinar cuándo se requerirá un trabajo de reparación. Casos extremos de corrosión pueden requerir una reducción de la presión de trabajo del recipiente.

PARAFINAUn separador que maneje petróleo de base parafínica necesitara ser limpiado con vapor periódicamente para prevenir el taponamiento y como resultado la reducción de la capacidad.

OPERACIÓN DE ALTA CAPACIDADCuando los separadores están operando cerca o a su máxima capacidad, deberían ser revisados cuidadosamente y periódicamente para terminar cuando está siendo llevado a cabo una separación aceptable.

MANÓMETROSLos manómetros y otros dispositivos mecánicos deberían ser calibrados periódicamente. Válvulas de aislamiento deberían ser utilizadas de tal manera que los manómetros puedan ser fácilmente removidos para pruebas, limpieza, reparación, reemplazo.

GRIFOS Y VISORES DE MEDICIÓNLos grifos y visores de medición deberían mantenerse limpios de tal manera que el nivel de líquido observado en el visor indique siempre el verdadero nivel de líquido en el separador. Se recomienda la limpieza periódica con solvente.

LIMPIEZA DE RECIPIENTESSe recomienda que todos los recipientes separadores estén equipados con accesos, boca de visita, y/o conexiones de desagüe de tal forma que los recipientes sean limpiados periódicamente.

NOMENCLATURA:

HC: Hidrocarburo FCC: Craqueo catalítico en lecho fluido GLP: Gas licuado de petróleo H: Hidrogeno O: Oxigeno C: Carbono S: Azufre OPEP: Organización de Países Exportadores de Petróleo ºAPI: Unidad de densidad del petróleo/ American Petroleum Institute N: Nitrógeno βo : Factor volumétrico R s : Relación gas-petróleo disuelto GOR: Relación gas-petróleo instantánea producida

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βg : Factor de volumen del gas

CONCLUSIONES:

Emisiones perjudiciales son provenientes del azufre de los combustibles para vehículos, los cuales interfieren con los sistemas de control de emulsiones de este tipo.

Para poder calcular el valor de refinación del petróleo crudo, tendremos que tomar en cuenta sus propiedades, componentes; es decir su descripción completa.

Para clasificar el petróleo en pesado, medio o liviano se usa la escala de gravedad API.

El azufre es el que más afecta el proceso de refinación de un petróleo crudo.

RECOMENDACIONES:

Visores, contenedores e incluso grifos de medición deberían mantenerse limpios para que el nivel de líquido observado en el visor nos arroje una verdadera medida de los compuestos a medir.

En la refinación se tratara de remover todo el azufre posible de nuestro petróleo crudo.

La calibración de herramientas de medida es de suma importancia para obtener datos correctos.

Válvulas de aislamiento deberían ser utilizadas de tal manera que los manómetros puedan ser fácilmente removidos para pruebas, limpieza, reparación, reemplazo.

BIBLIOGRAFÍA:

JOYERIA, M. (4 de Diciembre de 2012). PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL PETRÓLEONINFA. Obtenido de http://es.slideshare.net/soniaalejandrasanchegomez/propiedades-del-crudo-15476663

Bethesda. (24 de Octubre de 2011). Introduccion al petroleo. Obtenido de http://www.theicct.org/sites/default/files/ICCT_RefiningTutorial_Spanish.pdf

Aguirre, E. (5 de Febrero de 2009). Facilidades de superficie en la industria petrolera. Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos72/facilidades-superficie-industria-petrolera/facilidades-superficie-industria-petrolera3.shtml

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