ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEO REFINACIÓN RESUMEN CONCEPTOS DE REFINACION NOMBRE: ING. BLADIMIR CERÓN 20-06-2016 1. Pro!"o" #! r!$%&'%(& #!) *!+r()!o.
El principio básico en la refinación del crudo radica en los procesos de destilación y de conversión, donde se calienta el petróleo en hornos de proceso y se hace pasar por torres de separación o fraccionamiento y plantas de conversión. En las distintas unidades se separan los productos de acuerdo a las exigencias del mercado. La primera etapa en el refinado del petróleo crudo consiste en separarlo en partes, o fracciones, según la masa molecular. El crudo se calienta en una caldera y se hace pasar a la columna de fraccionamiento, donde la temperatura disminuye con la altura. Las fracciones con mayor masa molecular (empleadas para producir por ejemplo aceites lubricantes y ceras sólo pueden existir como vapor en la parte inferior de la columna, donde se extraen. Las fracciones más ligeras (!ue darán lugar por ejemplo a combustible para aviones y gasolina suben más arriba y son extra"das all". #odas las fracciones se someten a complejos tratamientos posteriores para convertirlas en los productos finales deseados. $na ve% extra"do el crudo, se trata con productos !u"micos y calor para eliminar el agua y los elementos sólidos y se separa el gas natural. & continuación se almacena el petróleo en tan!ues desde donde se transporta a una refiner"a en camiones, por tren, en barco o a trav's de un oleoducto. #odos los campos petroleros importantes están conectados a grandes oleoductos.
2. Cr',%& r!$or/'%(& . rac)ing. El crac)ing, es un antiguo y simple proceso. *e basa en la reducción de la masa molar y del tama+o molecular por acción del calor. & temperaturas en el rango de -/- , las mol'culas de hidrocarburos se vuelven inestables y tienden a romper sus enlaces para llegar a mol'culas más pe!ue+as, en forma aleatoria. Las variables involucradas en este proceso son el tiempo (tiempo de residencia, la temperatura y la presión, como para lograr una conversión más controlada, !ue tambi'n, por supuesto, depende de la alimentación utili%ada. 0eformación, es un proceso !u"mico utili%ado en el refino del petróleo. Es fundamental en la producción de gasolina. *u objetivo es aumentar el número de octano de la nafta pesada obtenida en la destilación atmosf'rica del crudo. Esto se consigue mediante la transformación de hidrocarburos paraf"nicos y naft'nicos en isoparaf"nicos y aromáticos. Estas reacciones producen tambi'n hidrógeno, un subproducto valioso !ue se aprovecha en otros procesos de refino. 1ara ello se utili%an altas temperaturas (2/-3 4, presiones moderadas (5/6bar y catali%adores sólidos de platino y otros metales nobles soportados sobre alúmina.
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La unidad de 7idrocrac)ing procesa gas oil liviano de vac"o y gas oil pesado de topping produciendo gas residual, propano comercial, butano comercial, nafta, aercombustible 815 y gas oil comercial. 9somax es un proceso fundamental en la 0efiner"a dado !ue la alta calidad del gas oil !ue produce, mejora sustancialmente el pool de productos. La carga es calentada y pasa al sistema de reacción !ue consta de dos reactores en paralelo. En ellos la carga se pone en contacto junto con el hidrogeno con un catali%ador especifico. En los reactores se obtiene una completa remoción de compuestos de a%ufre, nitrógeno, oxigenados, olefinas y aromáticos policlicos, a la ve% se produce la ruptura de cadenas de alto peso molecular a hidrocarburos de bajo rango de destilación (naftas, jet fuel y gas oil. El producto obtenido es enviado a un separador gas/li!uido donde se libera el hidrógeno !ue no reacciono. Los productos de reacción son enviados a una torre fraccionadora donde son separados.
. Co)3/&' #! #!"+%)'%(&. La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo crudo empie%a a vapori%arse a una temperatura algo menor !ue la necesaria para hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa molecular son los !ue se vapori%an a temperaturas más bajas, y a medida !ue aumenta la temperatura se van evaporando las mol'culas más grandes. El primer material destilado a partir del crudo es la fracción de gasolina, seguida por la nafta y finalmente el !ueroseno. En las antiguas destiler"as, el residuo !ue !uedaba en la caldera se trataba con ácido sulfúrico y a continuación se destilaba con vapor de agua. Las %onas superiores del aparato de destilación proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras !ue las %onas inferiores suministraban ceras y asfalto. *e suministra calor al ebullidor para generar vapor. La fuente de calor puede ser un flujo adecuado, aun!ue en la mayor"a de plantas !u"micas, 'ste es normalmente vapor. En refiner"as, la fuente de calor puede ser los flujos de salida de otras columnas. El vapor se eleva en el rehervidor y es reintroducido dentro de la unidad en la parte inferior de la columna. El l"!uido !ue se remueve del rehervidor es conocido como producto de fondo o simplemente, fondo.
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En este video nos muestra como es el proceso de una refiner"a dom'stica, se ve usan tubos, recipientes tan!ues de metal, mecheros y lo más importante usan el fuego para hacer un horno improvisado en el tan!ue de metal. El proceso es similar a la columna de destilación, ya !ue el petróleo crudo !ue se introduce es calentado para !ue por efecto del calor se vayan separando, fraccionando o destilando sus componentes. &l final se tiene el resultado en un recipiente, y para poder ver !ue productos se obtuvieron y como se ubican según su densidad. Es baseado en un recipiente de vidrio, ah" se muestra la gasolina el !ueroseno y al fondo del recipiente se muestra el producto más pesado. &l final tambi'n nos muestra un crac)ing t'rmico casero.
6. Co&$%3r'%(& #! 3&' r!$%&!r5'. La gama y la calidad de productos refinados producidos en una refiner"a dependen de los tipos de crudo utili%ados como materia prima y de las estructuras instaladas en la refiner"a. Los crudos ligeros y dulces generan cantidades más elevadas de productos refinados de mayor valor, tales como la gasolina, el jet fuel, y el gasóleo. Los crudos más pesados y más agrios producen mayores cantidades de productos de valor, como los fuelóleos. La configuración de ciertas refiner"as, en particular las de &m'rica del :orte, son t"picamente orientadas para la producción de productos destilados leves como la gasolina, por en cuanto la configuración de las refiner"as en la mayor"a de las otras regiones, como es el caso de Europa, es t"picamente orientado para la producción de productos destilados medios, como el gasóleo y el jet fuel. Existen, por otro lado, refiner"as configuradas para la producción de otros productos especiali%ados, tales como aceites base, nafta y betúnes. Las refiner"as pueden generalmente ser divididas en dos categor"as principales; refiner"as simples de hydros)imming y refiner"as complejas. Las refiner"as simples de hydros)imming ejecutan principalmente el proceso de destilación, en cuanto las refiner"as complejas desenvuelven dos funciones adicionales; conversión de las fracciones de hidrocarburos producidas en el proceso de destilación del crudo en otros productos y al tratamiento de productos intermedios para obtener productos de mayor valor.
de conversión y desulfuración consiguen obtener rendimientos más elevados en los productos refinados de mayor valor, ya !ue procesan crudos más pesados y más agrios de lo !ue las refiner"as con capacidad inferior de conversión y desulfuración. La complejidad de una refiner"a se refiere, por tanto, a la capacidad de procesar materia prima, como crudos más pesados y con mayor contenido en a%ufre, en productos con valor a+adido. #"picamente, cuanto mayor la complejidad, más flexible la gama de crudos !ue la refiner"a consigue procesar y mejor posicionada está para sacar partido de los crudos con costos más bajos, lo !ue resulta en un incrementos de los márgenes de refinación.