Petroleo

Refinación del petróleo: El petróleo luego de la extracción llega a las refinerías en su estado natural para su procesamiento. Aquí prácticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razón es que al petróleo también se le denomina "crudo". Una refinería es un enorme complejo donde ese petróleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraerle buena parte de la gran variedad de componentes que contiene. El petróleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de él se pueden obtener por encima de los 2.000 productos. El petróleo se puede igualmente clasificar en cuatro categorías: parafínico, nafténico, asfáltico o mixto y aromático. Los productos que se sacan del proceso de refinación se llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, como la gasolina, ACPM, etc.; y los petroquímicos, tales como polietileno, benceno, etc. Las refinerías son muy distintas unas de otras, según las tecnologías y los esquemas de proceso que se utilicen, así como su capacidad. Las hay para procesar petróleos suaves, petróleos pesados o mezclas de ambos. Por consiguiente, los productos que se obtienen varían de una a otra. La refinación se cumple en varias etapas. Es por esto que una refinería tiene numerosas torres, unidades, equipos y tuberías. Es algo así como una ciudad de plantas de proceso. En Colombia hay dos grandes refinerías: el Complejo Industrial de Barrancabermeja y la Refinería de Cartagena. A la primera se le llama complejo porque también posee procesos petroquímicos. En términos sencillos, el funcionamiento de una refinería de este tipo se cumple de la siguiente manera: El primer paso de la refinación del petróleo crudo se cumple en las torres de "destilación primaria" o "destilación atmosférica". En su interior, estas torres operan a una presión cercana a la atmosférica y están divididas en numerosos compartimientos a los que se denominan "bandejas" o "platos". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y cumple la función de fraccionar los componentes del petróleo. El crudo llega a estas torres después de pasar por un horno, donde se "cocina" a temperaturas de hasta 400 grados centígrados que lo convierten en vapor.

Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilación y ascienden por entre las bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfrían. Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia temperatura, se condensa y se deposita en su respectiva bandeja, a la cual están conectados ductos por los que se recogen las distintas corrientes que se separaron en esta etapa. Al fondo de la torre cae el "crudo reducido", es decir, aquel que no alcanzó a evaporarse en esta primera etapa. Se cumple así el primer paso de la refinación. De abajo hacia arriba se han obtenido, en su orden: gasóleos, acpm, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano. Algunos de estos, como la turbosina, queroseno y acpm, son productos ya finales. Las demás corrientes se envían a otras torres y unidades para someterlas a nuevos procesos, al final de los cuales se obtendrán los demás derivados del petróleo. Así, por ejemplo, la torre de "destilación al vacío" recibe el crudo reducido de la primera etapa y saca gasóleos pesados, bases parafínicas y residuos. La Unidad de Craqueo Catalítico o Cracking recibe gasóleos y crudos reducidos para producir fundamentalmente gasolina y gas propano. Las unidades de Recuperación de Vapores reciben los gases ricos de las demás plantas y sacan gas combustible, gas propano, propileno y butanos. La planta de mezclas es en últimas la que recibe las distintas corrientes de naftas para obtener la gasolina motor, extra y corriente. La unidad de aromáticos produce a partir de la nafta: tolueno, xilenos, benceno, ciclohexano y otros petroquímicos. La de Parafinas recibe destilados parafínicos y nafténicos para sacar parafinas y bases lubricantes. De todo este proceso también se obtienen azufre y combustóleo. El combustóleo es lo último que sale del petróleo. Es algo así como el fondo del barril. En resumen, el principal producto que sale de la refinación del petróleo es la gasolina motor. El volumen de gasolina que cada refinería obtiene es el resultado del esquema que utilice. En promedio, por cada barril de petróleo que entra a una refinería se obtiene 40 y 50 por ciento de gasolina. El gas natural rico en gases petroquímicos también se puede procesar en las refinerías para obtener diversos productos de uso en la industria petroquímica. Los productos obtenidos en las unidades de crudo y vacío se tratan para conseguir productos comerciales en la forma siguiente: Los gases ligeros (metano y etano) se endulzan para eliminar el ácido sulfhídrico y se aprovechan como combustible en la propia refinería. El GLP se separa en propano y butano que son envasados a presión o usados como materia prima para producir etileno y propileno y combustible para automóviles. Las naftas se tratan en las unidades de reformado catalítico para mejorar sus cualidades y se mezclan para obtener gasolinas comerciales. La fracción ligera de la nafta también se procesa en unidades de isomerización para mejorar su índice de octano. También puede ser usada para producir etileno y propileno. El keroseno es tratado para cumplir las especificaciones de combustible para aviación o para usarse en la formulación del diesel de automoción.

El gasóleo se lleva a las unidades de hidrodesulfuración, donde se reduce su contenido en azufre, tras lo cual se usa para formular diesel de automoción o gasóleo de calefacción. El gasoil de vacío no es un producto final. Se lleva a las unidades de FCC (cracking catalítico fluido) donde a elevada temperatura y con presencia de un catalizador en polvo sus largas moléculas rompen y se transforman en componentes más ligeros como GLP, naftas o gasóleos. El gasoil de vacío también puede convertirse en las unidades de hidrocraqueo, donde a unos 400-440ºc y alta presión, en presencia de catalizadores apropiados se transforma también en GLP, naftas o gasóleos libres de azufre. Estas unidades producen un gasóleo de mejor calidad (con mejor índice de cetano) que las unidades de FCC. El residuo de vacío se puede utilizar como asfalto o bien someterlo a altísimas temperaturas en las unidades de choque en las que se producen componentes más ligeros y carbón de choque que puede calcinarse para formar carbón verde. Este residuo de vacío también puede ser usado para fabricar fuel óleo, bien directamente o previa su conversión térmica en unidades de visco reducción. En todas las refinerías se produce también azufre sólido, como subproducto, debido a las limitaciones impuestas a la emisión del dióxido de azufre a la atmósfera. Una refinería media procesa entre 15 y 30000 m3 de petróleo cada día. Los complejos refinaros más grandes del mundo en 2004, situados en corea del sur y Venezuela, llegan a procesar más de 100000 m3 al día. [Editar] principales empresas petroleras Podemos distinguir entre las empresas privadas y las públicas. En 2005, las petroleras privadas más importantes son, por este orden, expón móvil (ee.uu.), BP (reino unido), royal Duch sella (holanda y reino unido). A un poco más de distancia se sitúan total (Francia), chevrontexaco (ee.uu.) y conoco phillips (ee.uu.). Hay también otras más pequeñas como Repsol YPF (España y argentina), móv. (Austria) ó geste (Finlandia). sobre las petroleras estatales hay se puede citar a PEMEX (México), pdvsa (venezuela), petrobras (brasil), Henao (chile), patronas (malasia), AGIP (Italia), además de las que tienen los países árabes y de oriente medio. [Editar] historia de las refinerías Desde finales de los años 1990 hasta 2003 se ha producido una concentración de empresas multinacionales, con las fusiones de expón con móvil, de cebaron con resaco, la compra de amocho y arco por BP, la unión de phillips con conoco, la compra de Ela y petrofina por total y de YPF por Repsol, entre otras. Todas estas fusiones estuvieron motivadas por la necesidad de reducir costes, dado el bajo precio del petróleo y los bajos márgenes de refino que había entonces. crudo, vacío, reformado, isomerización de nafta ligera, alquilación, tratamiento de GLP, naftas y keroseno, Mabel, Hebe, Vds., gases, hidrocraqueo de gasoil de vacío, visco reducción, FCC, choque, azufre, mezcla y aditivación de componentes en línea, desasfaltado/desparafinado de bases lubricantes, tanques y esferas, servicios auxiliares

Las refinerías de petróleo funcionan 24 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. La mayoría de los pozos petrolíferos se perforan con el método rotatorio. En este método, una torre sostiene la cadena de perforación, formada por una serie de tubos acoplados. La cadena se hace girar uniéndola al banco giratorio situado en el suelo de la torre. La broca de perforación situada al final de la cadena suele estar formada por tres ruedas cónicas con dientes de acero endurecido. La broca se lleva a la superficie por un sistema continuo de fluido circulante impulsado por una bomba. El crudo atrapado en un yacimiento se encuentra bajo presión; si no estuviera atrapado por rocas impermeables habría seguido ascendiendo debido a su flotabilidad hasta brotar en la superficie terrestre. Por ello, cuando se perfora un pozo que llega hasta una acumulación de petróleo a presión, el petróleo se expande hacia la zona de baja presión creada por el pozo en comunicación con la superficie terrestre. Sin embargo, a medida que el pozo se llena de líquido aparece una presión contraria sobre el depósito, y pronto se detendría el flujo de líquido adicional hacia el pozo si no se dieran otras circunstancias. La mayor parte del petróleo contiene una cantidad significativa de gas natural en disolución, que se mantiene disuelto debido a las altas presiones del depósito. Cuando el petróleo pasa a la zona de baja presión del pozo, el gas deja de estar disuelto y empieza a expandirse. Esta expansión, junto con la dilución de la columna de petróleo por el gas, menos denso, hace que el petróleo aflore a la superficie. A medida que se continúa retirando líquido del yacimiento, la presión del mismo va disminuyendo poco a poco, así como la cantidad de gas disuelto. Esto hace que la velocidad de flujo del líquido hacia el pozo se haga menor y se libere menos gas. Cuando el petróleo ya no llega a la superficie se hace necesario instalar una bomba en el pozo para continuar extrayendo el crudo. Finalmente, la velocidad de flujo del petróleo se hace tan pequeña, y el coste de elevarlo hacia la superficie aumenta tanto, que el coste de funcionamiento del pozo es mayor que los ingresos que se pueden obtener por la venta del crudo (una vez descontados los gastos de explotación, impuestos, seguros y rendimientos del capital). Esto significa que se ha alcanzado el límite económico del pozo, por lo que se abandona su explotación.

¿QUÉ SIGNIFICA EL OCTANAJE EN LAS GASOLINAS?

Cuando se analiza el ciclo de funcionamiento de un motor de explosión interna o motor recíproco (ciclo Otto), uno de los tiempos del ciclo es denominado ciclo de explosión, en este ciclo el pistón comprime la mezcla de aire y combustible a un volumen muchísimo menor hasta que la mezcla es encendida por la bujía. La cantidad de compresión se llama régimen de compresión del motor y típicamente es de 8 a 1.

El octanaje de la gasolina le dice cuanto la mezcla puede ser comprimida antes de que explote o se encienda espontáneamente por efecto de la misma compresión, (recuerde la leyes de Boyle-Mariotte y como los gases se calientan al ser comprimidos, recuerde también que los motores diesel no utilizan bujías pues la mezcla se enciende espontáneamente por el incremento de temperatura resultante de la compresión). Cuando la mezcla se enciende por el efecto de la compresión en un motor de gasolina antes de que la bujía suministre la chispa, ocurre la detonación o pistoneo, que no es mas que una explosión a destiempo mientras el pistón aun no completa su ciclo y es uno de los efectos mas destructivos para un motor. El ruido que se escucha no es mas que el resultado de las violentas sacudidas del pistón dentro del cilindro. El régimen de compresión de su motor determina el grado de octanaje requerido de la gasolina requerida por el motor de su avión o vehículo. Una de las formas de incrementar la potencia de un motor de combustión interna es incrementar el régimen de compresión. De manera que los motores de alta cilindrada requieren gasolinas de alto octanaje. OCTANO El nombre Octano proviene del siguiente hecho: Cuando se toma petróleo y lo destila

termina obteniendo cadenas hidorcarbonadas de diferentes longitudes. Estas cadenas pueden ser separadas unas de otras y mezcladas para formar diferentes combustibles. Por ejemplo, el Metano, Propano y Butano son diferentes hidrocarbonos y toman forma de gases. El Metano tiene un solo átomo de carbono. El Propano tiene tres átomos de carbono y así sucesivamente hasta llegar al Heptano con siete átomos y al Octano con ocho átomos que ya toman formas líquidas y son denominados gasolinas. HEPTANO El Heptano maneja la compresión de una manera muy pobre. Solamente un poco de compresión y se enciende o explota espontáneamente. El Octano se comporta muy bien ante la compresión pues no se enciende fácilmente, aun ante grandes regímenes de compresión. La gasolina de 87 Octanos contiene 87 % de Octano y 13 % de Heptano (o algunas otras combinaciones de combustibles que tienen las mismas características). Esta mezcla sólo se enciende espontáneamente a un régimen de compresión establecido y puede ser usado solo en motores que no excedan ese régimen de compresión. (Observen que en estas gasolinas no se utilizan derivados del plomo como antidetonante y son más costosas de procesar). Las gasolinas para motores de aviación general típicamente están formuladas para octanajes de 100 hasta 130 octanos. Técnicamente existen tres diferentes "números de octano" asociados con cada gasolina. El RON (Research Octane Number) que es medido bajo condiciones de prueba. El MON (Motor Octane Number) medido en

condiciones de mayor temperatura y velocidad. El valor que relaciona a ambos para dar un panorama más cercano a las condiciones de manejo es el promedio de los dos valores: Road Octane Number = (RON + MON)/2

COMPOSICION DE L OCTANAJE Hidrocarburo alifático saturado. Se obtiene de la gasolina, y se toma como unidad para expresar el poder antidetonante de la gasolina o de otros carburantes, en relación con cierta mezcla de hidrocarburos que se toma como base. C8H18 El índice de octano de una gasolina es una medida de su capacidad antidetonante. Las gasolinas que tienen un alto índice de octano producen una combustión más suave y efectiva. El índice de octano de una gasolina se obtiene por comparación del poder detonante de la misma con el una mezcla de isooctano y Heptano. Al isooctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al Heptano de 0. Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a su capacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el 97% de isooctano y el 3% de Heptano.

Isooctano (2, 2,4-trimetilpentano)

Heptano

El número de octano de un combustible es simplemente una descripción numérica de su capacidad para resistir el "golpeteo" de la máquina. Cuando los vapores de la gasolina sin combustión explotan espontáneamente en el cilindro, antes de que los alcance la flama en

expansión dentro del cilindro, se provocan dos explosiones simultáneas (la otra es de la bujía de encendido). Este fenómeno produce el golpeteo. Cuanto mayor sea el número de octano (o índice antidetonante, para ser más exactos) mayor será la resistencia del combustible al golpeo de la máquina. El motor de un vehículo está diseñado para usar un combustible con un número de octano en particular (en el manual del vehículo debería decirlo). Al comprar un combustible con un octanaje mayor sólo se estará tirando el dinero. La única y muy importante excepción es cuando el vehículo envejece porque los depósitos creados por la gasolina y los relativos al lubricante pueden incrementar el número de octano que el motor necesita para prevenir el golpeteo. Por esta razón, si un vehículo con más de dos años de vida muestra problemas de golpeteo, el problema se puede resolver simplemente usando una gasolina con un índice antidetonante superior

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