VISITA TÉCNICA REFINERÍA ESTATAL DE ESMERALDAS Jiménez Romero Julia Nataly Estudiante de la Escuela Politécnica Nacional Quito – Ecuador De los manzanos E13-66 y Guayacanes, El Edén, Quito – Ecuador Teléfono: 098302792 e-mail:
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ABSTRACT The Statal Refinery of Esmeraldas (REE), located 7 km from the city of Esmeraldas, on the way to Atacames; is one of the three industrial complexes which has PETROINDUTRIAL that in turns is a subsidiary of PETROECAUDOR, responsible for oil refining exploded in eastern Ecuador. The REE currently processes about 110 00 BPD of crude oil of 28° API, in order to supply the internal demand of petroleum products, including: LPG, gasoline extra, base gasoline, Diesel 1 and 2, Jet Fuel and diesel Premium. The REE has 2 atmospheric distillation tower, 2 vacuum distillation towers, 2 Visbreaking, 1 Catalytic Cracking unit (FCC), 1 unit Reformer (CCR) Catalytic, 1 Hydrodesulfurization system and 2 Sulfur Recovery Units.
RESUMEN La Refinería Estatal de Esmeraldas (REE), ubicada a 7 Km de la ciudad de Esmeraldas, en la vía hacia Atacames; es uno de los tres complejos industriales con los que cuenta PETROINDUTRIAL que a su vez es una filial de PETROECAUDOR, encargada de la refinación del crudo explotado en el oriente ecuatoriano. La REE procesa actualmente cerca de 110 00 BPD de crudo de 28° API, con el fin de abastecer la demanda del mercado interno de derivados de petróleo, entre ellos: GLP, gasolina extra, gasolina base, Diesel 1 y 2, Jet Fuel y Diesel Premium. La REE cuenta con 2 torres de destilación Atmosférica, 2 torres de destilación al vacío, 2 viscoreductoras, 1 unidad de Craqueo Catalítico (FCC), 1 unidad Reformadora (CCR) Catalítica, 1 sistema de Hidrodesulfuración y 2 unidades de Recuperación de Azufre.
INTRODUCCIÓN Refinería Estatal de Esmeraldas, perteneciente a EP PETROECUADOR, se encuentra ubicada al noroccidente del país, en la provincia de Esmeraldas, a 3.8 Km. de distancia del Océano Pacífico. La REE es parte de uno de los tres centros de refinación con los que cuenta Petroindustrial, aquí se producen 110 000 BPD de 28 ºAPI, siendo sus productos: gasolina, diesel premium, kerosene, gas licuado, jet fuel, fuel oil Nº4, fuel oil Nº6, asfaltos 80/100 y RC2, butano, propano y azufre sólido; con el fin de controlar y monitorear automáticamente todos los procesos de refinación, la REE funciona en base a un cerebro automatizado conocido como Sistema de Control Distribuido Master (DCS);todo esto ha hecho que esta planta sea más grande y compleja del país.[1]
Historia La Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador (EP PETROECUADOR) a lo largo de los años ha sufrido varias reestructuraciones legales, siendo así que en 1989 cuando se crea la Empresa Estatal Petróleos del Ecuador, esta se encontraba conformada por 6 filiales; posteriormente con para el año 2000 con la reforma de la ley, se cambian las filiales por vicepresidencias; y por ultimo en el año 2010 se transforma en Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador, como se la conoce hoy en día, esta se encuentra conformada como una sola, subdivida en 6 unidades de negocio o gerencia, siendo la así la Refinería de Esmeraldas parte de la denominada Gerencia de Refinación.[2] La Refinería Estatal de Esmeraldas (REE) inició su operación en 1978, con una capacidad de 55.600 barriles diarios. Fue diseñada para procesar crudo de 28º a 30° API, o sea liviano. Para 1987, se realiza la primera ampliación a 90 mil barriles diarios de refinación; más tarde, en 1995, se inició la segunda ampliación a 110 mil barriles para tratar crudo de 23 a 27 ºAPI, adaptándose para procesar crudos más pesados, incorporando nuevas unidades para mejorar la calidad de los combustibles y minimizar el impacto ambiental. Actualmente, la Refinería está equipada con instrumentación electrónica de punta. En la actualidad, en busca de un incremento en su capacidad de producción, se ha realizado un proyecto con el cual se busca repotenciar la refinería; donde se tiene como fin la construcción de una nueva planta de sosa, instalación de nuevas bombas, sistemas de generación de vapor, entre otras más.
Procesos La REE cuenta con: 2 torres de destilación Atmosférica, 2 torres de destilación al vacío, 2 visco reductoras, 1 unidad de Craqueo Catalítico (FCC), 1 unidad Reformadora (CCR) Catalítica, 1 sistema de Hidrodesulfuración y 2 unidades de Recuperación de Azufre.
Cracking catalítico (FCC) Este proceso convierte fracciones pesadas de crudo (como son los gasóleos) en fracciones más ligeras y valiosas, la conversión ocurre mediante el uso de altas temperaturas y moderadas presiones en la presencia de catalizador finamente dividido. El proceso de craqueo da origen la formación de carbón sobre la superficie del catalizador, desactivando así parte del catalizador. Los vapores de hidrocarburos pasan hacia una columna de fraccionamiento, en donde éstos se separan de acuerdo a sus puntos de ebullición pudiéndose obtener: gas combustible, gasolina, aceite cíclico pesado, aceite cíclico ligero, aceite clarificado y slurry.
El reactor de lecho fluidizado tiene 60 m de largo, trabaja con una temperatura de alrededor de 700°C y un tiempo de residencia de aproximadamente 3 segundos. Se utiliza un catalizador de matriz de zeolita, (de un mes de vida útil); siendo periódicamente regenerado, para eliminar el carbón depositado sobre éste.
Figura 1. Esquema de la unidad de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC)
El procesamiento del petróleo comienza con la recepción de la materia prima, la cual está compuesta por crudo de 28ºAPI, el cual pasa por diferentes procesos para su refinación. Primero es recibido en tanques de almacenamiento, en donde se decanta separándolo de impurezas como tierra y agua. Seguidamente el crudo es bombeado hacia una desaladora en donde por medio de un proceso de electrolisis es limpiado de impurezas como sales para evitar corrosión, posteriormente es llevado por una serie de intercambiadores de calor, proceso que sirve como precalentamiento del mismo, para luego ser calentado en un horno obteniéndose una temperatura de 400ºC. La corriente de gasóleo (calentada y atomizada previamente) ingresa al reactor, por la parte inferior de éste, en conjunto con el catalizador, que ingresa lateralmente, la reacción se lleva a cabo en el tubo elevador del reactor, donde se manejan altas temperaturas y moderadas presiones, es aquí donde se da el proceso de rompimiento de cadenas largas de hidrocarburos, y obteniéndose cadenas más cortas, esto se da aproximadamente en 3 segundos; los productos obtenidos dependerán de la temperatura a la cual se trabaje, a una temperatura de 528℃, se favorece la obtención de gasolinas y a temperaturas mayores la formación de GLP, dado que se producen más livianos a temperaturas más altas. Posteriormente el catalizador es transportado a un regenerador, donde se eliminará el coque incrustado en sus paredes para activarlo nuevamente y con ello poder ser recirculado al reactor; la mezcla de productos obtenidos es posteriormente llevada a una columna de destilación donde se separara a estos de acuerdo a su punto de ebullición.
La corriente del domo se dirige a un acumulador donde posteriormente será enfriado, desde los 147ºC hasta unos 38ºC, luego se separan por fases (fase acuosa, gasóleos y gases), cada fase se trata con un equipo diferente. Los gases, son enviados a la unidad de concentración de gases (GASCON) donde se incrementa la presión a través de un compresor, aquí los gases entran a 1,3 kilos de presión aproximadamente y salen a 15 kilos de presión. El gas posteriormente sigue un tratamiento de eliminación de contaminantes y después de esto se dirige a una debutanizadora (GV9) que separa el gas presente en la gasolina. La corriente de gasolina ingresa al proceso MEROX, en el cual se elimina azufre residual de las gasolinas; para tal efecto la gasolina es sometida a altas temperaturas (320℃) y alta presión (40 kPa), bajo estas condiciones se logra la reacción de hidrodesulfuración en presencia de catalizador e hidrógeno, formándose H2S del azufre contenido en la gasolina y el hidrógeno alimentado. Los aceites cíclicos que emergen por los cortes laterales como el FV8 (aceite cíclico ligero) y el FV9 (aceite cíclico pesado) además de los fondos, son utilizados en la preparación de fuel oil, para bajar su viscosidad.
Reformadora Catalítica Continua (CCR) En la CCR, se busca incrementar el octanaje de las naftas, esta reacción se da a 550° C y a bajas presiones en atmósferas de Hidrógeno, utilizando un catalizador de Platino, que es regenerado por combustión. En esta unidad se procesan 10 000 TM/día. Los productos de este proceso son: nafta de alto octano, gas licuado de petróleo e hidrógeno necesario para los procesos de hidrodesulfuración existentes.
Figura 2. Esquema de la Reformadora catalítica con regeneración continua (CCR)
CONCLUSIONES La refinación de petróleo es uno de los procesos más completos de la ingeniería química, ya que para su realización requiere la aplicación de todos los conocimientos ingenieriles, tanto en las operaciones unitarias necesarias para el proceso, como en el control de cada una de ellas. El proceso de refinación del petróleo en el país, tiene la finalidad de mover la economía del país, ya que esta depende de la exportación de éste; y de satisfacer la demanda interna de derivados del petróleo. Se produce Gasolina, Bunker, GLP, diesel, gasolina de aviación, combustible para los barcos de pesca. La cantidad de cada producto obtenido es función de la temperatura de operación en el reactor de lecho catalítico, si la temperatura de operación es de 528°C, se favorece la obtención de gasolinas y a temperaturas mayores la formación de GLP. En el reactor se debe tener sumo cuidado en las temperaturas alcanzadas, puesto que si estas son muy elevadas, la generación de gas será excesiva, incrementando con esto la presión dentro del reactor. La presión máxima que soporta es de 2.1 veces la presión de diseño.
AGRADECIMIENTOS A Ing. Ernesto De la Torre, por organizar la visita a la Refinería Estatal de Esmeraldas, puesto que además de entender de mejor manera de las plantas que usan catalizadores, fue posible el observar toda la planta en funcionamiento, y la aplicación de todos los conocimientos adquiridos y necesarios para un Ingeniero Químico.
REFERENCIA Benitez, C. (2005), “La Refinería Estatal de Esmeraldas, un puntual para la economía nacional”, http://www.voltairenet.org/La-Refineria-Estatal-de-Esmeraldas, Octubre 2011. [1] EP PETROECUADOR (2011), “EP PETROECUADOR”, http://www.eppetroecuador.ec/Internet1/LaEmpresa/index.htm, Octubre 2011. [2]