ESCUELA POLITCNICA NACIONAL INGENIERA EN PETRLEOS REFINACIN Jorge Constante Fecha: 07-05-2015TEMA: CONCEPTO DE UNA REFINERIA Y PROCESOS GENERALESABSTRACT Se conoce comorefineraa la planta industrial dedicada a larefinacinde alguna sustancia.Refinar, por su parte, es la accin que se lleva a cabo para lograr quealgo se purifique o se vuelva ms fino, dejando de ladoresiduosy separando ciertas partculas.Lo habitual es que el concepto haga mencin a unarefinera de petrleo. El proceso de refinamiento de esta sustancia contempla diversos tratamientos para convertir el petrleo crudo en diferentesproductosque pueden comercializarse, como combustibles y aceites.Estas refineras tienen diferentes caractersticas de acuerdo a los procesos que se realizan y a los productos que se obtienen. Elpetrleocrudo, por ejemplo, puede contar con distintos niveles deazufre, algo que exige tratamientos variados de acuerdo a cada caso.En una refinera se puede realizar ladestilacin atmosfrica, lareformacin cataltica, lahidrodesulfuraciny elcracking catalticodel petrleo crudo, entre muchos otrosprocesos. Esto lleva a que las instalaciones de las distintas refineras sean bastante diferentes entre s.Pese a la importancia econmica de las refineras, su instalacin y su funcionamiento suelen ser cuestionados porgrupos ecologistas. Estas plantas industriales, en mayor o menor medida, generan emisiones contaminantes, son ruidosas, emanan olores desagradables y obligan a la descarga de efluentes. Por todo esto, las refineras deben ser controladas estrictamente por el Estadopara evitar que su actividad genere daos irreparables al planeta y, por extensin, afecte la calidad de vida de millones de personas. Se estima que existen una seiscientas refineras de petrleo en todo el mundo.En la industria de transformacin del petrleo, la destilacin es un proceso fundamental, pues permite hacer una separacin de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullicin, que es la temperatura a la cual hierve una sustancia.Recursos La refinacin es el proceso que se encarga de la transformacin de loshidrocarburosen productos derivados.La refinacin comprende una serie de procesos de separacin, transformacin y purificacin, mediante los cuales elpetrleocrudo es convertido en productos tiles con innumerables usos, que van desde la simplecombustinen una lmpara hasta la fabricacin de productos intermedios, que a su vez, son lamateriaprima para la obtencin de otros productos industriales.Lafuncinde una refinera es transformarel petrleoen productos derivados que satisfagan la demanda encalidady cantidad. Cabe destacar que tal demanda es variable con el tiempo, tanto en elvolumentotal de derivados como en suestructurapor productos.Los derivados, son los productos obtenidos directamente pordestilacindel petrleo. Una refinera fabrica tres clases de derivados:I) Productos terminados, que pueden ser suministrados directamente al consumoII) Productos semiterminados, que pueden servir de base a ciertos productos despus de mejorar su calidad mediante adictivosIII) Subproductos o productos intermedios, como lanaftavirgen, que sirve como la materia primapetroqumica.Operaciones en la refinacinLos procesos y operaciones de refinacin de petrleo pueden separarse en cinco reas bsicas:FraccionamientoEl fraccionamiento (o destilacin) es la separacin del petrleo crudo usando torres atmosfricas y de vaco en grupos de compuestos hidrocarburos de distintos rangos de punto de ebullicin llamados fracciones o cortes.ConversinLos procesos de conversin cambian el tamao o estructura de las molculas de hidrocarburos. Estos procesos incluyen: Descomposicin (divisin) por cracking trmico y cataltico Unificacin (combinacin): alquilacin y polimerizacin Alteracin (rearreglo): isomerizacin y reformado catalticoTratamientoLos procesos de tratamiento buscan preparar las corrientes de hidrocarburos para procesos adicionales y para preparar productos finales. El tratamiento puede incluir la remocin o separacin de aromticos y naftenos, as como impurezas y contaminantes indeseables. El tratamiento puede involucrar separaciones fsicas o qumicas tales como: disoluciones, absorciones o precipitaciones usando una variedad e incluso combinaciones de procesos, por ejemplo desalamiento, secado, hidrodesulfuracin, refinacin por solventes, endulzamiento, extraccin con solventes y eliminacin de ceras con solventes (dewaxing).Formulacin y mezcladoLa formulacin y mezclado es el proceso de combinar fracciones de hidrocarburos, aditivos y otros componentes para producir productos terminados con propiedades de especficas en cuanto a su desempeo Otras operaciones en la refinacinDentro de las otras operaciones que se llevan a cabo en refineras, se encuentran la recuperacin de ligeros, "stripping" de agua cida, tratamiento de desechos slidos y de agua, tratamiento y enfriamiento de agua de proceso, almacenamiento, manejo y transportacin de productos, produccin de hidrgeno, tratamiento de cidos y colas, y recuperacin de azufre.Las operaciones e instalaciones auxiliares incluyen la generacin de energa y vapor, sistemas de agua contra incendio y de proceso, sistemas de relevo, hornos y calentadores, bombas y vlvulas, suministro de vapor, aire, nitrgeno y otros gases, alarmas y sensores, controles de ruido y contaminacin, muestreo, pruebas, inspeccin, laboratorio, cuarto de control, mantenimiento, e instalaciones administrativas.Las caractersticas del crudo, as como la cantidad y calidad de productos que se desean obtener determinan los procesos que deben incorporarse a la refinera:La mayor parte de los productos obtenidos en el proceso de destilacin primaria se someten a hidrotratamiento para eliminar principalmente azufre y nitrgeno.Para la generacin de las gasolinas se incorporan procesos como reformacin cataltica, sntesis de teres (MTBE y TAME), alquilacin e isomerizacin de pentanos-hexanos, balanceados de tal forma que la mezcla resultante cumplan con la especificacin establecida.Los gasleos de vaco se someten a desintegracin cataltica fluida para generar mayor cantidad de destilados ligeros, principalmente gasolina.El residuo de vaco puede tambin someterse a hidrodesintegracin o a coquizacin para aumentar el rendimiento de destilados, o a procesos de hidrotratamiento o reduccin de viscosidad para generar combustleoExisten muchas operaciones en los procesos de la industria del petrleo basadas en la separacin fsica de componentes aprovechando diversos principios (separacin fsica de componentes).

RESOLUCIN Procesos de refinacin Cada proceso tiene sus caractersticas y equipos para producir determinado nmero de productos. La refinera puede contar con un seleccionado nmero de procesos para satisfacer la variedad de productos requeridos por la clientela. De cada planta salen productos terminados o productos semielaborados que para impartirles sus caractersticas ycalidadfinales son procesados en otras plantas.1-DestilacinAtmosfrica y Destilacin al Vaco.Los procesos de destilacin atmosfrica y destilacin al vaco son clsicos en la refinacin. La diferencia entre el proceso atmosfrico y el de al vaco es que este ltimo permite obtener ms altas temperaturas a muy bajas presiones y lograr la refinacin de fracciones ms pesadas. La carga que entra a la torre de destilacin atmosfrica se somete previamente atemperaturade unos 350 C en un horno especial. El calentamiento del crudo, como se observ en elanlisishecho por elprofesorSilliman, permite que, por orden del punto de ebullicin de cada fraccin oproducto, se desprendan de las cargas, y a medida que se condensan en la torre salen de sta por tuberas laterales apropiadamente dispuestas desde el tope hasta el fondo. La torre lleva en su interior bandejas circulares que tienen bonetes que facilitan la condensacin y recoleccin de las fracciones. Adems, al salir los productos de la torre pasan por otras torres o recipientes auxiliares para continuar los procesos.Cuando la temperatura de ebullicin de ciertos hidrocarburos es superior a 375 C se recurre a la destilacin al vaco o a una combinacin de vaco y vapor. La carga con que se alimenta el proceso al vaco proviene del fondo de la torre de destilacin atmosfrica.

2- DesasfaltacinA medida que se obtienen los productos por los diferentes procesos, muchos de ellos requieren tratamiento adicional para removerles impurezas o para aprovechar ciertos hidrocarburos. Para estos casos se emplean solventes. Muchos de estos tipos de procesos estn protegidos por elregistrocomercial demarcao patente de invencin. La desasfaltacin con propano se utiliza para extraer aceites pesados del asfalto para utilizarlos como lubricantes o como carga a otros procesos. Este proceso se lleva a cabo en una torre de extraccin lquido-lquido

3- Refinacin con DisolventeLos productos que salen de la torre de vaco (destilados, lubricantes livianos,mediosy pesados) y de la torre desasfaltadota (residuo desasfaltado) pueden sertratadoscon disolvente.

4- Desceracin o Desparafinacin con DisolventeDesde los tiempos de extraccin rudimentaria delaceitey/o grasa de las lutitas bituminosas se han empleadomtodosdiferentes para descerar o desparafinar los destilados del petrleo. Muchos de estos mtodos son mecnicos: exprimidoras (prensa); exudacin (con vapor); asentamiento por enfriamiento, o centrfugacin. Los ms modernos utilizan disolventes que mezclados con los destilados de petrleo y posteriormente sometidos a enfriamiento permiten la cristalizacin de la cera y su separacin por filtracin.

5- Exudacin de ParafinaEn la secuencia de procesos que se viene explicando, aquellos residuos blando, medio y parafina cruda dura que salen del filtro rotatorio de desceracin, se pueden purificar ms utilizando una planta de exudacin. Los productos que salen de esta planta (aceite exudado, exudaciones blanda, media y parafina exudada dura) son tratados ms adelante con cido y arcilla y pasados por filtros y exprimidoras (prensa).

6- Proceso Trmico Continuo ( Thremofor ) con utilizacin de ArcillaVarios procesos de crepitacin cataltica (descomposicin trmica molecular) tienen uso en los grandes complejos refineros. De igual manera, los procesos para desulfuracin de gasolinas. Casi todos estos procesos tienen sus caractersticas propias y aspectos especficos de funcionamiento. El proceso quemuestrala figura a continuacin tiene por objeto producir lubricantes de ciertas caractersticas y es alimentado por los productos semielaborados que salen de las plantas de procesos con disolventes (refinacin y desparafinacin).

7- Tratamiento con cido-arcillaA medida que ha progresadola cienciay la tecnologa de la refinacin, ha cobrado importancia el uso de substancias qumicas (cidos) para contribuir al tratamiento de los crudos y derivados. Entre los cidos son varios los que se utilizan en los procesos: cido sulfrico, cido clorhdrico, cido fluorhdrico, cido fosfrico. La utilizacin de cidos trae el aspecto decorrosinde los equipos y para que stos sean ms durables y funcionen mejor hay que recurrir al uso de metales yaleacionesapropiadas para su fabricacin, y durante las operaciones la implantacin de unprogramamuy estricto demantenimiento. En el tratamiento cido-arcilla, el cido sulfrico acta como un removedor de material asfltico y resinoso, y la arcilla sirve para absorber esosmateriales. La purificacin y tratamiento final de la carga se efecta en un agitador que contiene ms arcilla y cal, y en el exprimidor, tipo prensa. La carga que alimenta a esta etapa de la refinacin proviene de las plantas de destilacin al vaco, desparafinacin con disolvente y de exudacin de parafinas.

8- Oxidacin de asfaltoLas emanaciones o rezumaderos petrolferos (menes) fueron los primeros productores de asfalto, un asfalto burdo. Por contacto prolongado con laatmsfera, el petrleo emanado se oxidaba y la gente lo utilizaba para calafatear embarcaciones, para ciertas aplicaciones en la construccin de viviendas, para impermeabilizar objetos y embalsamar cadveres y hasta como substancia medicinal.Hoy continan los asfaltos teniendo aplicaciones muy tiles, gracias a la refinacin, que los elabora de acuerdo a especificaciones determinadas para ser utilizados en las industrias de la construccin, vialidad, revestimientos, pinturas y plicaciones miscelneas en muchas otras industrias menores. En este ejemplo, la carga para produccin de asfaltos en la refinera puede obtenerse de la planta de alto vaco (residuos pesados) o de la planta de destilacin atmosfrica (crudo reducido) que prepara la carga para la planta de descomposicin cataltica en lecho fluido.

9- Descomposicin trmica ( Craking Craqueo )La limitacin de generacin de altas temperaturas durante el primer anlisis de destilacin de petrleos (Silliman, 1855) no permiti lograr la descomposicin molecular. Sin embargo, con laereccinde las primeras plantas de destilacin se logr obtener temperaturas ms altas y por falla, error u omisin se descubri y apareci al instante (1861) que hidrocarburos ms pesados (combustleos) y naftas podan producir derivados ms livianos (querosn, gasolinas y otros) que eran imposible de desprenderse a menores temperaturas. Estaobservacinacrecent la produccin de querosn, que para la fecha era el producto de msconsumo. El desarrollo y la tecnificacin del proceso, as como ramificaciones del mismo, tomaron auge en el perodo 1910-1921. Al proceso de descomposicin o desintegracin molecular o crepitacin trmica se le bautiz "cracking", onomatopyicamente craqueo, craquear. Fundamentalmente, la carga para este proceso la constituyen gasleo pesado y/o crudo reducido, suplidos por otras plantas de las refineras. Las temperaturas para la descomposicin trmica estn en el rango de 200-480 C ypresinde hasta 20 atmsferas. La descomposicin trmica se aplica tambin para la obtencin de etileno, a partir de las siguientesfuentes: etano, propano, propileno, butano, querosn o combustleo. Las temperaturas requeridas estn en el rango de 730-760 C y presiones bajas de hasta 1,4 atmsferas.

10- Descomposicin trmica cataltica fluida ( Craqueo Cataltico )Las mejoras e innovaciones logradas en los procesos de descomposicin trmica, se obtuvieron muy especialmente durante y despus de la SegundaGuerraMundial (1939-1945). El proceso utiliza un catalizador,airecomprimido y vapor, a temperaturas (120-535 C) y presiones (3,50-7,0 atmsferas) controladas de acuerdo a los requerimientos de cada recipiente. Como su nombre lo indica, el elemento ms importante en este tipo de proceso es el catalizador, cuyafuncines actuar como un absorbente para depurar la carga de materia indeseable y obtener del craqueo de gasleos y aceites diesel, gasolinas de alto octanaje.El catalizador puede ser hecho de arcillas, metales o material sinttico en forma granular, de pelotas, de pastilla, de cpsulas, etc. El diseo y elaboracin de catalizadores es una importante rama de las operaciones de refinacin cataltica. Todava no se ha producido el catalizador ideal. Las caractersticas tales como tamao de partculas, grado o calidad del material, propiedades absorbentes, capacidad de absorcin y regeneracin, son, adems del costo, importantes en laseleccinde catalizadores. El catalizador puede permanecer fijo, en forma de filtro en el recipiente o puede incluirse a travs de la carga o emplearse un polvillo que se hace mover como un fluido utilizando un chorro de aire o hidrocarburos vaporizados.

11- Reformacin CatalticaEl proceso de reformacin cataltica representa un gran avance en el diseo, utilizacin y regeneracin de los catalizadores y del proceso en general. Los catalizadores de platino han permitido que mayores volmenes de carga sean procesados por kilogramos de catalizador utilizado. Adems, se ha logrado mayortiempode utilizacin de los catalizadores. Estainnovacinha permitido que su aplicacin sea muy extensa para tratar gasolinas y producir aromticos.La reformacin cataltica cubre una variedad de aplicaciones patentadas que son importantes en la manufactura de gasolina ("Ultraforming", "Houdriforming", "Rexforming" y otros). La carga puede provenir del procesamiento de crudos naftnicos y parafnicos que rinden fracciones ricas en sustancias aromticas. Por la reformacin cataltica se logra la deshidrogenacin y deshidroisomerizacin de naftenos, y la isomerizacin, el hidrocraqueo y la ciclodeshidrogenacin de las parafinas, como tambin la hidrogenacin de olefinas y la hidrosulfuracin. El resultado es un hidrocarburo muy rico en aromticos y por lo tanto de alto octanaje.

12- Extraccin de AzufreLa extraccin de azufre del petrleo y de sus derivados, del gas natural ygasesproducidos en la refinera representa un importante porcentaje del azufre que se consume en el mundo. El azufre se utiliza en procesos y preparacin de compuestos para muchas otras industrias:qumica, metalrgica,cauchosinttico,agricultura(insecticidas, herbicidas y fungicidas), pulpa y papel, farmacutica y explosivos. En construccin de vas se ha experimentado para utilizarlo como recubrimiento de carreteras.

Del petrleo se obtienen muchos productos, desde gases y lquidos sumamente voltiles como la gasolina, hasta fluidos muy espesos como el asfalto y aun slidos como la parafina o ceras. En lneas generales, los derivados bsicos del petrleo son: gases, gasolina demotor, gasolina de aviacin, kerosen, gasoil, diesel, solventes, bases lubricantes, parafina, combustible pesado (fuel oil) y asfalto.Adems de esos productos bsicos elaborados en instalaciones propias, la industria suministra materias primas a plantas petroqumicas y empresas manufactureras para producir caucho sinttico, fibras sintticas, fertilizantes, explosivos, insecticidas, medicinas, artculos de tocador y miles de otros productos.Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehculos automotores decombustininterna, entre otros usos.Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, tambin conocida como Jet-A.Gasolina de aviacin - Para uso en aviones conmotoresde combustin interna.ACPM o Diesel - De uso comn en camiones y buses.Queroseno - Se utiliza en estufas domsticas y en equipos industriales. Es el que comnmente se llama "petrleo".Cocinol - Especie de gasolina para consumos domsticos. Su produccin es mnima.Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible domstico e industrial.Bencina industrial - Se usa comomateria primapara la fabricacin de disolventes alifticos o como combustible domsticoCombustleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos ycalderasindustriales.

NOMENCLATURA

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La destilacin es un proceso fundamental en la industria de refinacin del petrleo, pues permite hacer una separacin de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullicin. La destilacin atmosfrica y al vaco es el primer proceso que aparece en una refinera. El petrleo se separa en fracciones que despus de procesamiento adicional, darn origen a los productos principales que se venden en el mercado: el gas LPG (comnmente utilizado en estufas domsticas), gasolina para los automviles, turbosina para los aviones jet, diesel para los vehculos pesados y combustleo para el calentamiento en las operaciones industriales.

Existe una gran competencia entre las grandes potencias por el dominio de los principales yacimientos petrolferos, que acuden a todos los medios, incluso a la fuerza, para apoderarse de ellos, debido a la importancia que tiene el aceite mineral, tanto en tiempos de paz como de guerra, por su uso en automviles, camiones, aeroplanos, barcos y tanques. Aparte de sus importantsimas aplicaciones como combustible y lubricante, sirve para otros numerossimos usos.

El mercado del petrleo es un negocio global que involucra tanto a los pases exportadores como a los pases importadores. As vemos que en las pginas de los diarios locales cada da aparece publicada alguna noticia de tan importante rubro: del aumento de la produccin como del aumento o baja de los precios.

El encarecimiento de los precios de los productos derivados del petrleo en nuestro pas puede ser considerado como una poltica para obligar al ahorro de consumo de energa, mayormente si sta es generada a travs de elementos importados como los derivados del petrleo.

Quienes hacen la petroqumica redescubren da a da el principio de transformacin que por tanto tiempo afan a los alquimistas y constatan el aporte que la ciencia y el desarrollo industrial dan a un mejor vivir. El petrleo forma parte de la naturaleza que se ofrece al hombre para ser transformada en su beneficio y la petroqumica es un gran invento del ser humano, por el cual ste pone la naturaleza a su servicio. Un invento que a cada paso marca una huella de bienestar y progreso. Como la que hace 29 aos dej el primer hombre en la Luna, con un zapato hecho con productos petroqumico

BIBLIOGRAFA

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Refinera de petrleo. (2015, 21 de abril). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 04:21, mayo 7, 2015 desde http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Refiner%C3%ADa_de_petr%C3%B3leo&oldid=81943651.Ruiz Eric. (2000). El petrleo y su proceso de refinacin. 06 de mayo del 2015, de Monografias.com Sitio web: http://www.monografias.com/trabajos5/petroleo/petroleo.shtml