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Universidad Tecnológica Nacional – F.R.L.P. – QUÍMICA APLICADA – INGENIERÍA MECÁNICA –Año 2014-Rev. 0
Hoja 1
Profesor: Pablo Cianciosi
Ayudante de cátedra: Marcelo Marino
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Í ndice El petróleo .......................................................................................................................................................................3
Origen del petróleo .....................................................................................................................................................3
Composición del petróleo ...........................................................................................................................................4
Fases o divisiones en la industria del petróleo ...........................................................................................................6
Upstream ó Exploración y Producción. ...................................................................................................................6
La Exploración ....................................................................................................................................................6
La prospección sísmica: ......................................................................................................................................7
Los Pozos Exploratorios: .....................................................................................................................................7
La Perforación: ...................................................................................................................................................7
La Torre de Perforación: ................................................................................................................................9
El Casing: ........................................................................................................................................................9
La Cementación ............................................................................................................................................10
Diferentes tipos de Recuperación de Petróleo ................................................................................................10
Procesamiento del gas natural .........................................................................................................................11
Yacimientos no convencionales y no convencionales (Tight y Shale) ..............................................................12
Midstream ............................................................................................................................................................13
Downstream ó Refino ...........................................................................................................................................14
Destilación atmosférica .........................................................................................................................15
Destilación al vacío ................................................................................................................................17
Desparafinación con disolvente ............................................................................................................17
Refinación con Disolvente .....................................................................................................................17
Craqueo Térmico ....................................................................................................................................17
Craqueo catalítico ..................................................................................................................................17
Alquilación ..............................................................................................................................................18
Isomerización .........................................................................................................................................18
Coquización ............................................................................................................................................18
Reforming o reformado catalítico .........................................................................................................18
Hydrocracking o Hidrocraqueo ............................................................................................................19
Hidrotratamiento ...................................................................................................................................19
Hidrodesulfuración ................................................................................................................................19
Desasfaltado ...........................................................................................................................................19
Extracción de Azufre ..............................................................................................................................20
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Petró leó
El petróleo
El petróleo es un recurso energético de enorme importancia. Además de su importancia como
combustible, es la base de obtención de infinidad de compuestos orgánicos. Por lo tanto, comenzaremos
con su formación, y composición. Luego seguiremos con la determinación de los lugares con mayor
factibilidad de encontrarlo, mecanismos de extracción, operaciones primarias y transporte. Por otra parte
brindaremos un panorama de las operaciones más usuales en su refinamiento, hasta los productos que
se pueden obtener de él.
La mayor parte de los artículos tecnológicos que usamos han sido fabricados a partir de algún producto
obtenido del petróleo. De hecho, no son solamente los tecnológicos, pues si analizamos los objetos que
nos rodean, nos daremos cuenta de que muchos de ellos han sido producidos a partir del petróleo. Por
ejemplo, la suela de los zapatos, la cepillos de dientes, los envases de productos domésticos como el
champú, los limpiavidrios, detergentes, las fibras sintéticas de nuestra ropa, el piso plástico sintético
sobre el cual caminamos, asfalto, el bolígrafo con que escribimos o fertilizantes.
Se preguntaran cómo es que todavía se quema un recurso tan valioso, que ha llevado millones de años
en formarse y que, para todos los fines prácticos, se trata de un recurso no renovable. Este es un asunto
complejo, ya que además del uso industrial que se le da para la producción de diversos artículos, la
industria también utiliza procesos que involucran la generación de energía, como transportar materias
primas y distribuir productos. La pregunta puede ser, más bien, en qué medida cada uno de nosotros está
dispuesto a renunciar o reducir el uso de los artículos tecnológicos que parecen imprescindibles, como el
automóvil o la televisión. Pero también se plantea el problema de cómo reducir el uso del petróleo como
recurso para la generación de electricidad o calefacción durante el invierno.
Los problemas que se derivan del agotamiento de las reservas de petróleo se han situado en el centro de
muchos debates. Esto es porque el petróleo en algún momento comenzará a faltar y deberemos
enfrentarnos tanto a su escasez como al elevado costo de muchos artículos derivados de la industria
petroquímica, así como a la dificultad de transportar insumos básicos a los habitantes de las grandes
ciudades.
Origen del petróleo El petróleo se conoce desde la prehistoria. La biblia lo menciona como betún o asfalto. Petróleo es una
palabra castellana que viene del latín petroleum (petra = piedra y óleum = aceite). Los habitantes
conocían y usaban el petróleo. En algunas ocasiones, como impermeabilizante en sus embarcaciones. Lo
conocieron como «chapopote», que viene del náhuatl «chapoctli» (chiahautl = grasa y poctli = humo).
El petróleo se origina de una materia prima formada principalmente por restos de organismos vivos
acuáticos, vegetales y animales, que vivían en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ríos,
o en las cercanías del mar. Se encuentra únicamente en los medios de origen sedimentario. La materia
orgánica se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se
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transforma en hidrocarburos, proceso que, según las recientes teorías, es una degradación producida
por bacterias aerobias primero y anaerobias después. Estas reacciones desprenden oxígeno, nitrógeno
y azufre, que forman parte de los compuestos volátiles de los hidrocarburos.
A medida que los sedimentos se hacen compactos por efectos de la presión, se forma la "roca madre".
Posteriormente, por fenómenos de "migración", el petróleo pasa a impregnar arenas o rocas más
porosas y más permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomías), llamadas "rocas almacén", y en las
cuales el petróleo se concentra y permanece en ellas si encuentra alguna trampa que impida la
migración hasta la superficie donde se oxida y volatiliza, perdiendo todo interés como fuente de
energía.
Estas conclusiones se fundamentan en la localización de los mantos petroleros, ya que todos se
encuentran en terrenos sedimentarios. Además, los compuestos que forman los elementos antes
mencionados son característicos de los organismos vivientes.
Debemos tener en cuenta que el proceso por el cual los restos orgánicos se convirtieron en petróleo aún
no ha podido ser reconstruido.
Composición del petróleo
El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de Hidrógeno y
Carbono, en su mayoría gases, parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de
derivados saturados homólogos del metano (CH4).
La proporción de los diferentes hidrocarburos que integran el petróleo crudo varía en cada yacimiento,
de lo que resulta la existencia de petróleos crudos que varían desde un líquido opaco, negro y viscoso,
casi tan denso como el agua y que contiene muy poco – algunas veces nada – de los hidrocarburos que se
usan como nafta, hasta aquellos crudos que pueden contener 40% o más de esos componentes de la
nafta, de color claro y transparente y con tres cuartos de la densidad del agua; en casos extremos, un
yacimiento puede producir solamente hidrocarburos que se convierten en gases al salir a la presión
atmosférica.
Cicloalcanos o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano
(C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con
cadenas parafínicas ramificadas.
Hidrocarburos aromáticos: hidrocarburos cíclicos insaturados constituidos por el benceno (C6H6) y sus
homólogos.
Alquenos u olefinas: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de carbono (-C=C-).
Alquinos: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono.
Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestos orgánicos, entre los que destacan
compuestos orgánicos que contienen en su fórmula, Azufre y/o Nitrógeno y/u Oxígeno. También hay
trazas de compuestos metálicos, tales como Sodio (Na), Hierro (Fe), Níquel (Ni), Vanadio (V) o Plomo (Pb)
y Mercurio (Hg).
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Al ser un compuesto líquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se generó,
sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral. En principio, la roca donde se origina el
petróleo se denomina "Roca Madre", de aquí migra filtrándose por una capa porosa de roca arenosa.
En la "Roca Reservorio", queda "entrampado" al alcanzar un estrato de terreno impermeable. Estas
"trampas geológicas" están determinadas según la estructura interna de la tierra, que se presenta en
formas diversas como son los pliegues anticlinales, geosinclinales, las fallas, intrusiones, domos, etc.
A veces recorre una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior o hasta encontrar una
roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento.
NOTA: El petróleo no forma lagos subterráneos, siempre aparece impregnado en rocas porosas.
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Fases o divisiones en la industria del petróleo La industria del petróleo se clasifica normalmente en tres divisiones o grupos, las mismas han sido
nombradas desde su búsqueda (Exploración) hasta su distribución (al usuario final). Dentro de cada una
de las clasificaciones, se encuentran etapas y/o procesos particulares.
"Upstream" ó Exploración y producción.
"Midstream" ó etapas de Transporte, procesos y almacenamiento.
"Downstream" o etapas de Refino, venta y distribución.
Ahora desarrollaremos las etapas/proceso de cada una de las clasificaciones.
Upstream ó Exploración y Producción.
Este sector incluye las tareas de búsqueda de potenciales yacimientos de petróleo crudo y de gas natural,
tanto subterráneos como submarinos, la perforación de pozos exploratorios, y posteriormente la
perforación y explotación de los pozos que llevan el petróleo crudo o gas natural hasta la superficie.
Dentro de esta clasificación se encuentra sub etapas que iremos describiendo.
Las trampas de petróleo, pueden ser Estratigráficas o Estructurales.
Las estratigráficas, depósitos de arena donde el petróleo se encuentra impregnado entre los
granos (poros). Estos depósitos se encuentran rodeados por material impermeable que actúa
como Roca Sello.
Las estructurales, responden a fractura, fallo donde se desplaza un bloque respecto del otro, y a
plegamiento. El petróleo se acumula en los laterales de la falla y en la cresta de los pliegues.
Para que exista un pozo de petróleo en producción es necesario pasar por distintas etapas, estas son
exploración, perforación, terminación y producción.
La Exploración
La primera etapa, EXPLORACION, es necesaria para ubicar los lugares que por sus características sean
factibles de contener trampas de petróleo. Este es el trabajo de los geólogos, que recorren el terreno y
usan imágenes satelitales para recoger información acerca de la Cuenca Sedimentaria.
Otro aspecto destacable de la exploración, es la utilización de los métodos geofísicos: el Gravimétrico
(medición de la gravedad) y el Magnetométrico (medición del campo magnético). Ambos permiten
conocer el basamento, el espesor aproximado de la acumulación sedimentaria y los rasgos estructurales.
Si los resultados son "positivos", se aplica un método más costoso que es la PROSPECCION SISMICA, esta
puede ser marina o terrestre.
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La prospección sísmica: una vez localizado un lugar propicio para la búsqueda del petróleo, se
prosigue con el uso de la sísmica para intentar localizar los lugares exactos en los cuales se debería
perforar.
Para concretar este método es necesario realizar el tendido de la línea sísmica sobre la superficie, a la
que se le conectan ristras de geófonos. Se ubica además el camión vibrador, que da golpes en el terreno
para emitir ondas sonoras que se propagan en el interior de la tierra. Estas ondas atraviesan diferentes
capas del terreno, y cada vez que esas ondas chocan contra diferentes estratos rocosos, se reflejan o
regresan a la superficie. En la superficie el geófono registra toda la información y es transmitida por cable
hacia cintas especiales ubicadas en el camión sismógrafo. Este camión debidamente equipado
proporciona el registro sísmico.
Una vez obtenido el Registro Sísmico, un geofísico interpreta "la forma de sedimentación y sus
deformaciones, profundidades de las capas reflectoras, fallas, etc.".
Su objetivo es localizar las trampas de petróleo, determinar su tamaño y estructura, y así poder hacer
recomendaciones acerca de donde se debería realizar el próximo paso: el primer pozo exploratorio.
Los Pozos Exploratorios: definido el lugar donde perforar se inicia otra etapa, la de PERFORACION.
La perforación, consiste en ubicar el lugar donde se va a perforar. Luego se acondiciona el terreno
construyendo las "planchadas" y los caminos de acceso, ya que el equipo de perforación moviliza
herramientas y vehículos voluminosos y pesados. Los primeros pozos son de carácter exploratorio, estos
se realizan con el fin de localizar las zonas donde se encuentre hidrocarburo, posteriormente vendrán los
pozos de desarrollo. Los pozos exploratorios requieren contar con variada información: Perforación,
Perfilaje del Pozo Abierto, Obtención de Muestra y Cementación. Un dato interesante es que hasta que
no se perfora no se está seguro que el recurso petróleo o gas existe.
La Perforación: para iniciar esta etapa se requiere un equipo de perforación, cuyo tamaño y potencia
está determinado por la profundidad que se desee alcanzar. La herramienta que va cortando el terreno
y avanzando en profundidad es el" trépano", este va conectado a dos tipos de barras. Una es el "porta
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mechas" quien da peso al trépano y la otra es la "barra de sondeo" con una longitud de
aproximadamente 12 metros de largo. Estas se ensamblan y en la parte superior se conectan con el
"vástago de perforación", este último es una barra de sección cuadrada. El vástago es el que le
imprime el movimiento rotativo a la "columna perforadora", las barras se van empalmando a medida
que el trépano avanza. Además se inyecta un líquido preparado con Bentonita y otros elementos
químicos que facilitan la actividad del trépano. Su función entre otras, es lubricar y enfriar al trépano, y
permitir el ascenso de la roca triturada a la superficie. Esta roca triturada se le denomina “cutting”,
muestras que posteriormente se llevaran al laboratorio para ser analizadas par a determinar el perfil
del pozo y verificar si existen rastros de hidrocarburo o de gas.
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La Torre de Perforación: no hay que olvidar es que a medida que se va perforando y se van sumando
barras para extender la longitud del tramo, entre la superficie y el trépano, se va aumentando el peso
que apoya sobre el trépano. Un poco de peso es útil para la perforación, pero si es demasiado éste se
puede romper, y hay que pensar que muy rápidamente se llega a tener varias toneladas de peso. Es por
eso que es necesario sostener todo el tramo de perforación con una grúa, que es la torre de perforación.
El trabajo de perforación consiste en parte en controlar cuanto peso reposa sobre el trépano a medida
que este gira.
El Casing: terminada las operaciones anteriores, se retira la columna perforadora, y se introduce la
"cañería de “entubado” o "casing"; se bajan equipados con una serie de accesorios, caños que se van
enroscando entre sí hasta llegar a la profundidad propuesta. Ubicada la "cañería de aislación" se
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inyecta cemento entre ésta y la pared del pozo; de esta manera quedan aisladas y selladas todas las
capas, que están dentro de la zona de interés productivo. Vale recordar que estos lugares quedan
determinados en la etapa del Perfilaje del Pozo Abierto.
La Cementación es el siguiente paso. Se realiza para fijar la cañería de aislación o "casing",
herramienta que impide el desmoronamiento de las paredes del pozo, impide la contaminación con
hidrocarburo de las capas superiores, y aísla entre si las capas productoras para luego ser tratadas
individualmente, entre otras.
Diferentes tipos de Recuperación de Petróleo
Con frecuencia se utilizarán los términos "recuperación primaria, secundaria y terciaria", que significan lo
siguiente:
Primaria: cuando el petróleo surge naturalmente, impulsado por la presión del gas o el agua de
la formación, o bien por la succión de una bomba.
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Secundaria: cuando se inyecta gas y/o agua (Pozo inyector) para restablecer las condiciones
originales del reservorio o para aumentar la presión de un reservorio poco activo. Se extrae el
petróleo con agua por el/los pozos productores.
Terciaria: cuando se utilizan otros métodos que no sean los antes descriptos, como por ejemplo,
inyección de vapor, combustión inicial, inyección de polímeros, surfactantes, CO2, etc. En los
procesos por miscibilidad se agregan detergentes que permiten un mejor contacto
agua/petróleo al bajar la tensión superficial.
Procesamiento del gas natural
El tratamiento de gas natural, es el acondicionamiento mediante un conjunto de procesos físicos y/o
químicos, en los que el gas debe ser sometido para reducir los niveles de contaminantes y cumplir con las
especificaciones.
Dentro de estos procesos se encuentra la deshidratación, que consiste en eliminar el agua. Como
veremos más adelante, muchos procesos corrosivos están asociados a la presencia de agua, por tanto,
este proceso promueve la corrosión de los equipos e induce la formación de hidratos que pueden reducir
la capacidad de los gasoductos.
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La desulfuración y descarbonatación, son proceso que se utilizan para la eliminación de los compuestos
de azufre y de Dióxido de Carbono y se realizan mediante procesos de absorción.
Yacimientos no convencionales y no convencionales (Tight y Shale)
Para explicar el concepto, conviene precisar que los hidrocarburos convencionales, son los que la
humanidad lleva explotando industrialmente más de 150 años, reúnen dos características distintivas:
Han migrado a una roca reservorio desde la roca madre (una roca rica en materia orgánica)
donde se han generado.
Las rocas reservorio en las que se encuentran, y de las que se extraen, son porosas y
permeables, lo que permite que el hidrocarburo fluya con relativa facilidad desde el almacén
rocoso al pozo y, por la perforación, hasta la superficie.
Así, pues, empleando estas dos características mencionadas, se podría formular una definición de los
hidrocarburos convencionales, ya sea petróleo o gas; con la finalidad de diferenciarlos de los
hidrocarburos no convencionales. Los hidrocarburos convencionales son los que se encuentran
albergados en una roca almacén o reservorio porosa y permeable, de la que son capaces de fluir hasta
la superficie cuando se perfora dicho reservorio. Esta “facilidad” en su extracción es la causa por la que,
hasta la fecha, la explotación de hidrocarburos ha estado focalizada casi exclusivamente en estos
hidrocarburos convencionales. No es necesario recalcar que en un reservorio convencional el
hidrocarburo se encuentra almacenado en los poros, en los espacios abiertos de la roca (ver la imagen
que se encuentra debajo).
Los hidrocarburos no convencionales serán aquellos que no cumplan los requisitos con los que se han
caracterizado los hidrocarburos convencionales en el párrafo anterior (estar albergados en rocas porosas
y permeables, capacidad de fluir sin estimulación).
El problema es que, así definido, el grupo incluye un rango amplio y heterogéneo de tipos de
acumulaciones de hidrocarburos. El objetivo es informativo, por lo tanto solo los citaremos, con objeto
de proporcionar al menos una referencia de cada uno de ellos.
Hidratos de gas: Se generan y almacenan en sedimentos marinos actuales, profundos, depositados en los
fondos marinos. El gas natural se encuentra en forma de sólidos cristalinos, como “cristales de hielo”,
que consisten en moléculas de metano densamente empaquetadas rodeadas por moléculas de agua. El
metano se encuentra cristalizado debido a las altas presiones y bajas temperaturas del medio. Su
explotación comercial, si algún día llega a producirse, se encuentra aún lejana.
Oil sands: Son arenas con bitumen (mezcla de hidrocarburos pesados) rellenando los poros. En
condiciones normales de presión y temperatura, el bitumen no fluye y es necesario calentar la roca. Del
destilado del bitumen se obtiene petróleo.
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Coal bed methane (CMB): es el gas natural, metano, asociado a las capas de carbón. El gas se encuentra
retenido en fracturas y fundamentalmente, adsorbido en la matriz de la roca (carbón).
Tight gas: es el gas natural contenido en rocas muy compactas, areniscas y/o calizas, con valores de
permeabilidad matricial muy bajos. No son rocas madres, son rocas almacén, aunque muy compactas.
El gas no se ha generado en ellas, ha migrado desde la roca madre y se encuentra contenido en micro
fracturas y en la escasa porosidad matricial de la roca.
Shale oil y shale gas: Se puede decir que son rocas con tamaño de grano muy fino, ricas en materia
orgánica y con muy bajos valores de porosidad y permeabilidad matricial. En otras palabras, el shale oil
y el shale gas son los hidrocarburos, ya sea petróleo o gas, que se encuentran almacenados en la roca
madre en la que se generaron. En consecuencia, en el caso del shale oil y del shale gas, la roca madre
del sistema es también la roca reservorio. Debe entenderse como el gas contenido en la propia roca
generadora. En cualquier caso, el shale oil y, especialmente, el shale gas son los tipos de acumulaciones
no convencionales de hidrocarburos cuya exploración-producción está experimentando un mayor auge
en los últimos años, así como una creciente repercusión en los medios de comunicación.
Reservorios convencionales vs. los no convencionales
Midstream
El sector midstream incluye el transporte, ya sea por tuberías, ferrocarril, barcos, o camión, el
almacenamiento y la comercialización al por mayor de productos crudos o refinados, derivados del
petróleo. Ductos y otros sistemas de transporte pueden ser utilizados para trasladar petróleo crudo
desde los sitios de producción a las refinerías y entregar los diversos productos refinados a los
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distribuidores del downstream. Las redes de gasoductos, recolectan gas de las plantas de procesamiento
primario del gas natural (purificación) y luego lo transportan hasta el Downstream (utilizado como
materia prima), o hasta las empresas de servicios públicos locales.
Downstream ó Refino
Como ya sabemos el petróleo es una mezcla de hidrocarburos y para transformarlo en los productos
que derivan de él (comercializables), hay que aplicarle un conjunto de procesos, a los cuales se le da el
nombre de Refinación. Las refinerías de petróleo funcionan veinticuatro horas al día para convertir
crudo en derivados útiles. El petróleo se separa en varias fracciones empleadas para diferentes fines.
Algunas fracciones tienen que someterse a tratamientos térmicos y químicos para convertirlas en
productos finales como gasolina o grasas.
El esquema o diagrama de refino, puede variar de unas refinerías a otras en función de:
Tipo de crudo o crudos a tratar.
Especificaciones requeridas por el mercado.
Demanda de los productos.
Tecnología disponible.
Flexibilidad requerida (estacionalidad, futuro, etc.)
En la relación de un esquema de refino se han de tener en consideración todas estas variables de una
forma económica, es decir que el conjunto de costos de:
Materias primas (crudo fundamentalmente).
Inversión (coste fijo).
Energías (costos variables: Energía Eléctrica, agua, etc.).
Otros costos operativos
Por las anteriores razones se explica que existan refinerías con distintos esquemas para adaptarse a las
necesidades del mercado, crudo-demanda-calidad del área geográfica y que estos hayan sido
modificados a lo largo del tiempo.
La cátedra, pretende presentar una idea global de los procesos de refino y luego explicar brevemente
cada uno de ellos, haciendo hincapié en los procesos más importantes. Para ello separaremos los
procesos macroscópicamente en:
I. Procesos de separación
II. Proceso de conversión
III. Procesos de purificación
I. Los procesos de separación, como su palabra lo dice, se utilizan para separar las fracciones o
“cortes” del petróleo, según los diferentes puntos de ebullición o bien otros métodos, para quitar
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sustancias extrañas o no deseadas, que frecuentemente acompañan al mismo desde los
yacimientos.
Destilación atmosférica
Se lleva a cabo en una columna de destilación prácticamente a la presión atmosférica. El petróleo crudo se calienta a 350°C - 400°C (líquido-vapor), y se canalizan en la columna de destilación. La columna se encuentra separada por “platos” (bandejas perforadas) y cada uno de esos platos, tiene mecanismos de separación que pueden ser pequeño platos de borboteo (Ver imagen debajo). El líquido y el vapor comienzan a separarse, se eleva el vapor, pasando a través de los platos de borboteo y en cada bandeja se forma un equilibrio de líquido – vapor, donde el líquido se enriquece en los componentes que no logran volatilizarse y los componentes que logran volatilizarse pasan al siguiente plato. Lógicamente hay sistema de rebalse para ir quitando de la torre el líquido o gas obtenido en cada plato. Los hidrocarburos más pesados se condensan más rápidamente y se quedan en platos menores (cercanos al fondo) y los hidrocarburos más livianos, siguen en forma de vapor y se condensan en los platos superiores. Al ascender, los vapores se van enfriando, pero además existe un mecanismo de regulación del aporte de energía (térmica), en cada uno de los platos que permite controlar todo el proceso (equilibrio líquido-vapor en cada plato).
Quizá se pregunten por qué no se opera a mayor temperatura en la torre, si queda un resto que no
destila en el fondo de la torre. Esto se debe, a que si se expone el crudo a mayor temperatura (y
presión atmosférica), se comenzarían a romper las moléculas orgánicas, pudiendo producir residuos de
carbón/coque, que no son deseados para este proceso.
De esta etapa se obtienen básicamente, gases (Metano, Etano, Propano, Butano), cortes de Nafta
Liviana, Nafta Pesada, Keroseno, Gas Oil liviano y Gas Oil Pesado y en el fondo queda un residuo
llamado crudo reducido.
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Destilación al vacío
En este proceso se alimenta el crudo reducido de la destilación atmosférica y su función es la de separar
aún más estas fracciones realizando una destilación al vacío (aproximadamente 15mm de Hg en su
mínima presión) con puntos de ebullición de 450 °C o más.
A modo de ejemplo, una fracción o corte de punto de ebullición de 400 °C a presión atmosférica, tendrá
a una presión de 20mm de Hg, un Punto de ebullición de 260 °C.
Los productos obtenidos son los siguientes: Gas Oil Liviano y Gas Oil Pesado, base para aceites
lubricantes, asfalto o combustóleo pesado y la alimentación del proceso de Coque.
Desparafinación con disolvente
Los métodos modernos utilizan disolventes que mezclados con los destilados de petróleo y
posteriormente sometidos a enfriamiento permiten la cristalización de la cera y su separación por
filtración. Es decir su fundamento es la diferencia de solubilidad de la parafinas en un determinado
solvente a diferentes temperaturas.
Refinación con Disolvente
Los productos que salen de la torre de vacío (destilados, lubricantes livianos, medios y pesados) y de la
torre desafaltadora (desasfaltado) pueden ser tratados con disolvente
II. Los procesos de conversión son aquellos mediantes los cuales se cambia la estructura molecular de
los hidrocarburos, originalmente presentes en el crudo y sus derivados.
Craqueo Térmico
Es un proceso químico por el cual se rompen moléculas de un compuesto complejo, produciendo así
compuestos más simples. En este proceso, la materia prima se somete a una degradación química, por
medio de calor controlado entre 450°C - 500°C). Posteriormente este proceso con ayuda de catalizadores
pasara a ser el proceso de craqueo catalítico.
Craqueo catalítico
Se utiliza para convertir fracciones pesadas de hidrocarburos obtenida por destilación al vacío en una
mezcla de productos más útiles, tales como la gasolina y el aceite combustible ligero. En este proceso,
la materia prima se somete a una degradación química, por medio de calor controlado 430 °C - 500 °C,
con presión y la presencia de un catalizador. El catalizador que es una sustancia que promueve la
reacción química deseada y es más selectivo que el proceso de craqueo térmico. Es decir, se obtienen
productos en una gama más controlada y con productos deseados (naftas compuestos de alto
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octanaje). El catalizador son pequeñas partículas de sílice, alúmina o sílice, magnesio, que han
demostrado ser los catalizadores más efectivos.
Alquilación
Se refiere a la unión química de Propileno y Butileno con Isobutano para formar moléculas más grandes
de cadena ramificada (Iso parafinas) que hacen la gasolina de alto octanaje. Olefinas y el Isobutano se
mezclan con un catalizador ácido y se enfría. Reaccionan para formar alquilatos, además de algunos
butano. El líquido resultante se neutraliza y se separa en una serie de columnas de destilación. El
Isobutano se recicla a la alimentación y el butano y el propano se vende como gas licuado de petróleo
(GLP).
Isomerización
Se consigue mediante la mezcla de butano normal con un poco Hidrógeno y Cloro y se dejará reaccionar
en presencia de un catalizador para formar Isobutano, más una pequeña cantidad de n-butano y algunos
gases más livianos. Los productos se separan en un fraccionador. Los gases más ligeros se utilizan como
combustible de refinería y el butano reciclados como alimentación del proceso. Los Pentanos y Hexanos
son los componentes líquidos más livianos del petróleo. La Isomerización se puede utilizar para mejorar
la calidad de la gasolina mediante la conversión de estos hidrocarburos al aumento de isómeros del
octano.
Coquización
Este proceso consiste en calentar carbón en ausencia de aire para eliminar los compuestos volátiles del
coque, el resultante es carbón, poroso y duro que se utiliza básicamente para reducir el Hierro en los
hornos. El subproducto de coquería moderna recupera químicos volátiles de gas de coque, alquitrán, y
aceites. Los residuos de la destilación al vacío son desintegrados térmicamente para convertirlos en
combustibles ligeros y en coque. Los productos en este proceso son: gas, nafta, gas oil liviano, gas oil
pesado y coque.
Reforming o reformado catalítico
Es un proceso que utiliza calor, presión y un catalizador (por lo general contienen Platino), para provocar
reacciones químicas que se transformen en naftas de alto octanaje utilizadas como combustible y
materias primas petroquímicas. Las naftas son mezclas de hidrocarburos que contienen muchas parafinas
y naftenos. La nafta desulfurada se bombea a este proceso, el cual cumple la función de mejorar los
hidrocarburos por medio de catalizadores de Platino-Aluminio, y producir gasolina de alto octanaje. Los
productos de la unidad son: gasolina reformada de alto octano, hidrógeno, gas, y residuos ligeros como
los Propano y Butano.
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Hoja 19
Hydrocracking o Hidrocraqueo
Es un proceso que puede aumentar el rendimiento de los componentes de la gasolina, además de ser
utilizado para producir destilados livianos. El Hidrocraqueo, es de craqueo catalítico en presencia de
Hidrógeno. Hidrogena los enlaces químicos de los hidrocarburos craqueados y crea isómeros con las
características deseadas. El Hidrocraqueo es también un proceso de tratamiento, debido a que el
hidrógeno se combina con contaminantes como el Azufre y Nitrógeno, lo que permite retirar los
contaminantes mencionados.
III. Procesos de purificación, son aquellos que se utilizan para eliminar las impurezas y la fracciones
indeseadas contenidas en el crudo.
Hidrotratamiento
Es una manera de eliminar muchos de los contaminantes de muchos de los productos intermedios o
finales. En el proceso de tratamiento con Hidrógeno, la materia prima entra se mezcla con Hidrógeno y se
calienta a 300°C – 380°C. El hidrocarburo combinado con el hidrógeno entra entonces en un reactor,
cargado con un catalizador que promueve varias reacciones.
Hidrodesulfuración
En esta unidad se purifica la corriente alimentada eliminándole básicamente los compuestos de Azufre;
también se eliminan Nitrógeno, Oxígeno y metales pesados. Todo esto es con objeto de proteger los
catalizadores empleados en otros procesos de la refinería. Los flujos de entrada que se manejan en este
proceso son hidrocarburos seleccionados de la destilación primaria con Hidrógeno convirtiendo los
compuestos de Azufre en Sulfhídrico (H2S) el cual se elimina en forma gaseosa. Los productos del proceso
son: gasolina desulfurada, naftas ligera y pesada desulfurada, gas oil desulfurados.
Desasfaltado
A medida que se obtienen los productos por los diferentes procesos, muchos de estos requieren
tratamiento adicional para remover impurezas o para aprovechar ciertos hidrocarburos. Para estos casos
se emplean solventes. El proceso de desasfaltado con Propano se utiliza para extraer aceites pesados del
asfalto y utilizarlos como lubricantes o como carga a otros procesos. Este proceso se lleva a cabo en una
torre de extracción líquido-líquido.
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Hoja 20
Extracción de Azufre
Es otro proceso de purificación, la extracción de azufre del petróleo y de sus derivados, del gas natural y
gases producidos en la refinería representa un importante porcentaje del Azufre que se consume en el
mundo. El azufre se utiliza en procesos y preparación de compuestos para muchas otras industrias;
química, metalúrgica, caucho sintético (vulcanización), agricultura (como fertilizantes), pulpa y papel,
farmacéutica y explosivos.