impacto ambiental

Impacto ambiental en la refinación del petróleo Docente: 

MIGUEL ÁNGEL MOGROVEJO

Integrantes:    

Huamani Mercado Giuliana Herrera Osorio Yerson Alfredo Flores Arias Jorge Sana Yapo Daniela Mirian

Impacto ambiental en la refinación del petróleo

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO

Índice

Petróleo

Proceso de refinación del petróleo

Impacto ambiental del petróleo

Límites máximos permisibles en la refinación del petróleo

Protección del medio ambiente en la refinación del petróleo

Tecnologías limpias



EL PETROLEO DEFINICION Proviene del latín petroleous, que a su vez se deriva de las voces latinas petra (piedra) y oleous, aceite. El Petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre.

CARACTERIZACIÓN DEL PETRÓLEO Composición química

Depende de la presencia de ciertos componentes químicos en el petróleo así como de la unión de estos en elementos más complejos. Su importancia radica en las características particulares que cada uno de estos elementos le añade al petróleo. Así tenemos que se puede clasificar en : Parafinico: componente principal es la parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantes Naftenicos: Sus componentes principales son los naftenos y los hidrocarburos aromáticos. Son petróleos muy viscosos y de coloración oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinación. Mixtos: con presencia de ambos tipos 





Densidad

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 r efinerías pueden (1) utilizar en combustibles industriales pesados, asfalto y otros productos pesados (cuyos mercados son menos dinámicos y, en algunos casos, se están reduciendo), o (2) 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, 35 o 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) Presencia de azufre

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


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO Generar la emisión a la atmósfera de compuestos de azufre, que no son agradables y pueden estar sujetos a estrictos controles reglamentarios. Por su contenido en azufre se pueden clasificar en : Petróleo Dulce (Sweet Crude Oil): es aquel que contiene menos de 0.5% de contenido sulfuroso, es decir, con presencia de azufre. Es un petróleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina. Petróleo Agrio (Sour Crude Oil ) 







PROCESO DE REFINACIÓN

El petróleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los productos acabados y las materias químicas más diversas. El petróleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullición. Su separación se logra mediante el proceso llamado "destilación fraccionada". Esta función está destinada a las "refinerías", factorías de transformación y sector clave por definición de la industria petrolífera, bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria. El término de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el petróleo para lámparas, se reviste hoy de tres operaciones: 

La separación de los productos petrolíferos unos de otros, y sobre la destilación del crudo (topping).



La depuración de los productos petrolíferos unos de otros, sobretodo su desulfuración.


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO 

La síntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de átomos de carbono y de hidrógeno, su des hidrogenación, su isomerización o su ciclado, obtenidos bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presión y catalizadores apropiados.

El petróleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por varios días para sedimentar y drenar el agua que normalmente contiene. Posteriormente es mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinación. Una refinería comprende una central termoeléctrica, un parque de reservas para almacenamiento, bombas para expedición por tubería, un apeadero para vagones-cisterna, una estación para vehículos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fábrica compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de técnicos que controlan por turno todos los datos. En la industria de transformación del petróleo, la destilación es un proceso fundamental, pues permite hacer una separación de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullición, que es la temperatura a la cual hierve una sustancia. 1. Destilación Atmosférica Este es el primer proceso que aparece en una refinería. El petróleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de producción, se almacena en tanques cilíndricos de gran tamaño, de donde se bombea a las instalaciones de este proceso. El petróleo se calienta en equipos especiales y pasa a una columna de destilación que opera a presión atmosférica en la que, aprovechando la diferente volatilidad de los componentes, se logra una separación en diversas fracciones que incluyen gas de refinería, gas licuado de petróleo (LPG), nafta, queroseno (kerosene), gasóleo, y un residuo que corresponde a los compuestos más pesados que no llegaron a evaporarse.

2. Destilación que opera a condiciones de vacío En este proceso se alimenta el crudo reducido de la destilación primaria y su función es la de separar aún más esta fracción realizando una destilación al vacío. Los producto obtenidos son:


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO gaseolos ligeros y pesados, aceites lubricantes asfalto o combustóleo pesado y la alimentación del coquizador. 3. Hidrodesulfuracion En esta corriente alimentada eliminándole básicamente los compuestos de azufre , también se eliminan nitrógeno , oxígeno y metales pesados . Todo esto es objeto de proteger los catalizadores empleados en otros procesos de la refinería. Los flujos entrada que se manejan en este proceso son hidrocarburos seleccionados de la destilación primaria con hidrogeno convirtiendo los compuesto de azufre en sulfuro de hidrogeno el cual se elimina en forma gaseosa. Los productos del proceso son gasolina desulfurada, naftas ligeras y pesadas desulfurada 4.- Hidrotratamiento Proceso empleado en la refinación de petróleo para obtener hidrocarburos de bajo peso molecular tales como gases, gasolina, gasóleos y residuo de baja viscosidad, a partir de residuos de vacio de alta viscosidad. 5.- Reducción de viscosidad Equipo instalado en una línea de conducción de gas para incrementar la presión y garantizar el flujo de fluido a través de la tubería. 6.- Coquización Los procesos de alquilación comprenden la combinación de una olefina con un hidrocarburo parafínico o aromático, en presencia de un catalizador. El proceso involucra l a unión de propileno o butilenos con isobutano, en presencia de ácido fluorhídrico o sulfúrico como catalizador, para formar una isoparafina denominada alquilado ligero 7.- Alquilación Proceso que mejora la calidad antidetonante de fracciones de la gasolina modificando la estructura molecular. Cuando se lleva a efecto mediante calor, se le conoce como reformación térmica y como reformación catalítica, cuando se le asiste m ediante un catalizador. 8.- Reformación Proceso mediante el cual se altera el arreglo fundamental de los átomos de una molécula sin adherir o sustraer nada de la molécula original. 9.- Isomerización Oxigenantes que se utilizan como aditivo para incrementar el octanaje en la gasolina, y su utilización depende de la legislación (ambiental) con relación a la composición y calidad de las gasolinas



IMPACTOS AMBIENTALES DEL PETRÓLEO Entre los más graves desastres ambientales que atentan contra la biodiversidad se encuentran los derrames de petróleo en ríos, mares y océanos. La contaminación por petróleo crudo o refinado es generada accidental o deliberadamente: Se estima que 3 mil 800 millones de litros entran cada año a los océanos como resultado de las actividades humanas, de éstos, sólo ocho por ciento se debe a fuentes naturales; por lo menos 22 por ciento a descargas operacionales intencionales de los barcos, 12 por ciento por derrames de buques y otro 36 por ciento por las descargas de aguas residuales. La forma en que el petróleo derramado afecta a la fauna es variada y compleja. Existe una amplia gama de respuestas de los organismos marinos ante el petróleo, esto debido a la gran diversidad de los mismos. La mortalidad puede presentarse por intoxicación crónica. Los datos acumulados a lo largo de varios derrames de petróleo han mostrado que en el mejor de los casos sólo un cuarto de las aves contaminadas llegan a tierra vivas o muertas. El resto desaparece en el mar o se hunden porque no pueden volar. El petróleo o cualquier tipo de hidrocarburos, crudo o refinado, daña los ecosistemas marinos produciendo uno o varios Características del petróleo El petróleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de hidrógeno y carbono, se le denomina "hidrocarburo", encontrándose en el sub-suelo en estado líquido o gaseoso. Efectos generales del petróleo sobre el medio ambiente Los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida del lugar, razón por la cual la industria petrolera debe cumplir con la legislación vigente, normas y procedimientos estrictos en materia de protección ambiental. Efectos fóticos La falta o disminución de la entrada de luz en el mar a causa de manchas de petróleo imposibilita o reduce el área donde es posible la fotosíntesis y, por tanto el desarrollo de plantas verdes. El 80 % de la actividad fotosintética y de absorción de energía solar se produce en los diez primeros metros de la superficie marina. Ello indica la importancia de la entrada de la luz para mantener las comunidades fotosintéticas de los fondos marinos. La falta o disminución de plantas fotosintéticas reduce el aporte de oxigeno y alimento al ecosistema. Efectos tóxicos Las aves que quedan impregnadas de petróleo pierde o ven reducida su capacidad de aislarse del agua pudiendo morir por hipotermia. Al intentar limpiarse el plumaje, con el pico, ingieren grandes cantidades de hidrocarburos por lo que se envenenan.


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO Tras desaparecer el petróleo de la superficie, el agua presenta una falsa apariencia limpia, dado que queda cristalina por la muerte del fitoplancton y fauna marina que enturbia el agua. Los mamíferos marinos pueden sufrir el taponamiento de sus vías respiratorias o daños en el tracto respiratorio y su mucosa por efecto de los contaminantes químicos. También ingieren grandes cantidades de hidrocarburos por alimentarse de animales contaminados Parte del petróleo que termina en los mares se evapora y pasa a convertirse en partículas que pueden introducirse en el cuerpo de los organismos a través de las vías respiratorias o la piel.

CONTAMINACIÓN QUE SE PRODUCE EN LA REFINACION DEL PETROLEO Los impactos ambientales de la refinación de petróleo son el resultado, principalmente, de las emisiones gaseosas, descargas de efluentes, desechos sólidos, ruido, olor. y efectos visuales o estéticos. Las emisiones atmosféricas constituyen las causas más significativas de los impactos ambientales negativos de las refinerías. Las más importantes son las partículas, hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de azufre y de nitrógeno. Emanan de diferentes fuentes incluyendo la unidad de desintegración catalítica, los procesos de recuperación de azufre, calentadores, desfogues, mecheros y almacenamiento de los productos o materias primas. Los sellos de las bombas y las válvulas pueden originar las emisiones fugitivas. La combinación de estas emanaciones puede causar olores nocivos que afectarán a grandes áreas alrededor de la refinería. Se emplean grandes cantidades de agua en la refinación de petróleo para lavarlos materiales indeseados de la corriente del proceso, para enfriamiento y producción de vapor, y en los procesos de reacción. Entre los contaminantes principales que se encuentran en los efluentes de las refinerías de petróleo tenemos: aceite y grasa, amoniaco, compuestos fenólicos, sulfuros, ácidos orgánicos, y cromo y otros metales. Se pueden expresar estos contaminantes en términos de su demanda de oxígeno bioquímico (DOB5), o químico (DOQ) y el contenido de carbón orgánico total (COT). Además, existe el potencial para tener seria contaminación del agua superficial, el suelo y el agua freática debido a las fugas o derrames de las materias primas o productos. La purgación del agua de enfriamiento, el agua de lavado o de limpieza, el escurrimiento y filtración de los patios de tanques, astilleros de tubos, dreas de entrega de los productos, y de procesamiento, puede también causar la degradación de las aguas superficiales freáticas. Las refinerías generan grandes cantidades de desechos sólidos; los principales son las partículas catalíticas de las unidades de desintegración, finos de coque, sulfuros de hierro, m edios de filtración, y diferentes lodos (de la limpieza de los tanques, separadores de aceite y agua, y sistemas de tratamiento de las aguas servidas).La operación de refinación de petróleo puede ser ruidosa. Las fuentes de ruido son los compresores de alta velocidad, las válvulas de control, los sistemas de tubería, turbinas y motores, mecheros, intercambiadores de calor, con enfriamiento por aire, ventiladores, torres de enfriamiento y desfogues. Los niveles típicos de ruido varían de 60 a 110 dB a una distancia de un metro de la fuente.



LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES EN LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLESDE EMISIONES GASEOSAS Y DE PARTICULAS PARA ACTIVIDADES DE HIDROCARBUROS EN CURSO

PARAMETRO REGULADO

Dióxido de Azufre (SO)

ACTIVIDADES DE PROCESAMIENTO Y REFINACION DEL PETROLEO Concentración Concentración en cualquier media aritmética momento anual ( mg/m³) ( mg/m³) 2500

2000

550

400

150

Concentración en Concentración cualquier momento media aritmética ( mg/m³) anual ( mg/m³) 1200

----

500

2000

550

5000

----

-----

150

100

----

-----

300

100

Partlculas para otros casos

Monóxjdo de Carbono (CO) 2000 1500 para Craqueo Catalltico

EXPLOTACION

--

Óxidos de Nitrógeno (NOx) Partlculas para CraqueoCatalítico(1)

ACTIVIDADES DE

1500

Los valores están expresados a 25°C, 1atmósfera de presión, base seca, y 11%de oxígeno. Aplica sie mpre y cuando el promedio anual de la descarga de partículas sea i nferior a 750 kg/día. En caso contrario se considerará el valor de partículas para otros casos.

LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES GASEOSAS Y DE PARTICULAS EN ACTIVIDADES O INSTALACIONES DE HIDROCARBUROS NUEVAS


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO CONCENTRACION EN CUALQUIER MOMENTO Parámetro regulado Actividades de procesamiento Explotación en tierra y refinación de petróleo mg/m² mg/m² Material perticulado (PM) 50 50 20 20 Compuestos Orgánicos Volátiles, incluyendo benceno (COV) Sulfuro de Hidrógeno (H S) Óxidos de Azufre (para producción de petróleo) (SOx) Unidades de recuperación de azufre Otras unidades

30

10

1000

---

---

150

---

500

Óxidos de Nitrógeno (NOx) Usando gas como combustible Usando petróleo como combustible Niquel (Ni) Vanadio (v Olor Usando gas como combustible Usando petróleo

450 320 (o 86 ng/J) 460 (o 130 ng/J) 1 5 No molesto en el punto receptor

Leyenda; Mg/Nm' miligramos Normal metro cúbico (O°C) y 1 atmósfera y base seca y3% de exceso de oxígeno) ng/J nano gramos /joule



PROCESOS DE PROTECCIÓN AL MEDIO AMBIENTE • Tratamiento de gases ácidos que contienen azufres

Los gases ácidos están constituidos principalmente por sulfuro de hidrógeno (H2S) proceden fundamentalmente de los residuos del hidrotratamiento. • •

Lavado con minas Unidad Claus

Lavado con aminas: se utiliza para extraer el H2S de los gases de refinería. El sulfuro de hidrógeno es enviado a la unidad de producción de azufre (Claus) Unidad Claus: consiste en transformar el H2S en azufre por la combustión de gas ácido por la reacción de Claus en presencia de un catalizador. El azufre vapor se condensa y de almacena en forma líquida o sólida. Su rendimiento es del 90 al 97% Los humos que contienen trazas de SO2, H2S, COS, CS2 se envían generalmente a un proceso de acabado. Rendimiento global 99.5 a 99.8% • Tratamiento de aguas residuales

Las aguas efluentes contaminadas proceden de las unidades de destilación primaria (desalado), de los hidrotratamientos, de las unidades de craqueo térmico y catalítico. • Contienen sales disueltas: cloruro y sulfuro amónico, cloruro sódico, etc. • Todas las aguas son recuperadas, decan tadas de loshidrocarburos que arrastran y enviadas al stripper de aguas ácidas • El H2S y el NH3 se someten a un arrastre con vapor y son enviados posteriormente a la unidad Claus • La purga es enviada a tratamiento biológico


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO En la mayoría de los casos, las siguientes modificaciones se aplicar a las instalaciones, tanto nuevas, como existentes, que traerían mucho beneficio para el medio ambiente: • sustituir catalizadores mejorados que tengan una vida más larga y requieran regeneración

menos frecuente • reemplazar el enfriamiento con agua, con el de ventiladores (para reducirlas descargas por

purgación), e implementar un sistema de recirculación de agua, en vez de utilizarla una sola vez; • aprovechar al máximo los procesos de adición de hidrógeno, y reducir al mínimo los procesos de

remoción de carbono y tratamiento químico, para que la cantidad de desechos que se generan sea la menor posible; y Utilizar al máximo los procedimientos de secado, desulfuración y terminación, a fin de reducir al mínimo los volúmenes de cáustica gastada, sólidos de filtración y otros materiales que requieren provisiones especiales para su eliminación Hay dos tipos de medidas que se pueden tomar en las plantas para reducir grandemente el volumen de efluente de la refinería. El primero contempla la reutilización del agua de un proceso en otro; por ejemplo, utilizar la purgación de las calderas de alta presión como alimento para las calderas de baja presión, o emplear el efluente tratado como agua de complemento, donde sea posible. El segundo enfoque es el de diseñar sistemas que reciclan el agua, repetidamente, para el mismo propósito. Por ejemplo, el uso de torres de enfriamiento o la utilización del condensado de vapor como alimento para las calderas.



TECNOLOGÍAS LIMPIAS

Generación de biocombustibles

Generación de bioplasticos


REFINACIÓN DEL PETRÓLEO http://www.fcai.uncu.edu.ar/upload/LIBRO%20TOMO%201.pdf http://www.fcai.uncu.edu.ar/upload/LIBRO%20TOMO%202.pdf

impacto ambiental

Recommend Documents