2013_Mod1_04C_Refinacion Descripcion General y Productos Petroliferos.pdf

Ing. Nelson Cabrera Marz, Msc @ 2013

RefinacinDescripcin General y Productos Petrolferos

RefinaciRefinacinnDescripciDescripcin General y n General y Productos PetrolProductos Petrolferosferos

Ing. Nelson Cabrera Marz, [email protected]

UAGRM-UPFT Santa CruzMayo-Junio 2013

INDUSTRIALIZACION PETROLEOINDUSTRIALIZACION PETROLEOINDUSTRIALIZACION PETROLEO

Modulo 1Modulo 1

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REFINACION REFINACION PERFIL GENERALPERFIL GENERAL

El petrEl petrleo llega finalmente a las leo llega finalmente a las refinerrefineras en su estado natural para su as en su estado natural para su procesamiento, en primer lugar a un procesamiento, en primer lugar a un proceso de destilaciproceso de destilacin o separacin o separacin fn fsica sica y luego a procesos quy luego a procesos qumicos que permiten micos que permiten extraerle buena parte de la variedad de extraerle buena parte de la variedad de componentes.componentes.

EL petrEL petrleo tiene una gran variedad de leo tiene una gran variedad de compuestos, que se pueden obtener por compuestos, que se pueden obtener por encima de 2000 productos.encima de 2000 productos.

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REFINACION REFINACION HISTORIAHISTORIA

La primera refinerLa primera refinera, inaugurada en 1861, a, inaugurada en 1861, producproduca queroseno mediante destilacia queroseno mediante destilacin n atmosfatmosfrica simple. Entre los rica simple. Entre los subproductos habsubproductos haba alquitra alquitrn y nafta. n y nafta. Pronto se descubriPronto se descubri que podque podan producirse an producirse aceites lubricantes de alta calidad aceites lubricantes de alta calidad destilando petrdestilando petrleo al vacleo al vaco. Con todo, o. Con todo, durante los 30 adurante los 30 aos siguientes el os siguientes el queroseno fue el producto de mayor queroseno fue el producto de mayor demanda.demanda.

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CronologCronologa resumida del refino del PETROLEOa resumida del refino del PETROLEO

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REFINERIA DE PETROLEOREFINERIA DE PETROLEO

Una Una refinera es una planta de manufactura de es una planta de manufactura de combustibles y productos qucombustibles y productos qumicos.micos.

Una Una refinera es un complejo industrial, donde , donde el crudo u oro negro se transforma, a partir de el crudo u oro negro se transforma, a partir de procesos quprocesos qumicos, en fuentes de energmicos, en fuentes de energa a secundaria (gasolinas), y otros semielaborados secundaria (gasolinas), y otros semielaborados que pueden ser utilizados como materias primas que pueden ser utilizados como materias primas en otros procesos industriales.en otros procesos industriales.

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Una Una refinera es una industria pesada o de base; es una industria pesada o de base; industria pesada porque precisa de grandes industria pesada porque precisa de grandes instalaciones y consume grandes cantidades tanto de instalaciones y consume grandes cantidades tanto de fuentes energfuentes energa como de materias primas, y de base a como de materias primas, y de base porque a su vez, proporciona materias primas y porque a su vez, proporciona materias primas y fuentes de energfuentes de energa que son la base de otras a que son la base de otras industrias. industrias. Una Una refinera de petrleo pertenece al sector de la pertenece al sector de la ququmica pesada que se llama tambimica pesada que se llama tambin petroqun petroqumica.mica.Es un sector industrial que exige una fuerte Es un sector industrial que exige una fuerte concentraciconcentracin financiera (importantes inversiones n financiera (importantes inversiones econeconmicas), tmicas), tcnica (aplicacicnica (aplicacin de los avances n de los avances tecnoltecnolgicos) y geogrgicos) y geogrfica (en determinados lugares).fica (en determinados lugares).

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La materia prima es el petrLa materia prima es el petrleo crudo y los leo crudo y los productos finales son gasolina, querosenos, nafta, productos finales son gasolina, querosenos, nafta, combustoleoscombustoleos, lubricantes, asfalto, azufre, gas y , lubricantes, asfalto, azufre, gas y otros productos derivados del petrotros productos derivados del petrleo.leo.

El petrEl petrleo crudo no tiene uso; es por eso que se leo crudo no tiene uso; es por eso que se somete a un proceso de conversisomete a un proceso de conversin de energn de energa a primaria a secundaria denominado primaria a secundaria denominado RefinaciRefinacin.n.

La refinaciLa refinacin encierra una serie de procesos fn encierra una serie de procesos fsicos sicos y quy qumicos a los que se somete el petrmicos a los que se somete el petrleo crudo leo crudo para obtener de el por destilacipara obtener de el por destilacin y transformacin y transformacin n ququmica, los diversos hidrocarburos.mica, los diversos hidrocarburos.

La destilaciLa destilacin primaria es la fase inicial en la n primaria es la fase inicial en la refinacirefinacin.n.

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Principales procesos de refinaciPrincipales procesos de refinacin del petrn del petrleoleo

DestilaciDestilacin atmosfn atmosfricarica DestilaciDestilacin al vacn al vacoo DesintegraciDesintegracin cataln catalticatica HidrotratamientoHidrotratamiento ReducciReduccin de viscosidadn de viscosidad CoquizaciCoquizacinn AlquilaciAlquilacinn ReformaciReformacinn IsomerizaciIsomerizacinnTAME y MTBETAME y MTBE

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OperacionesOperacionesLas variaciones en las caracterLas variaciones en las caractersticas del crudo, sticas del crudo, explican tambiexplican tambin las diferencias en su valor n las diferencias en su valor econeconmico.mico.Los crudos ligeros, comLos crudos ligeros, comnmente de base nmente de base parafinicaparafinica y y mixta, cuestan mmixta, cuestan ms que los crudos pesados ya que es s que los crudos pesados ya que es mas fmas fcil obtener gasolina por mcil obtener gasolina por mtodos simples de todos simples de refinacion.refinacion.La refinerLa refinera convierte el petra convierte el petrleo crudo y produce leo crudo y produce una variedad de derivados a travuna variedad de derivados a travs de una serie s de una serie compleja de reacciones qucompleja de reacciones qumicas y de cambios micas y de cambios ffsicos, que se pueden englobar en las siguientes seis sicos, que se pueden englobar en las siguientes seis operaciones: operaciones: fraccionar, desintegrar, rearreglar, combinar, tratar y mezclar..

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OperacionesOperacionesFraccionarFraccionar: Separa una mezcla de hidrocarburos l: Separa una mezcla de hidrocarburos lquidos quidos en diversos grupos especen diversos grupos especficos que incluyen la gasolina, el ficos que incluyen la gasolina, el diesel, los combustibles y sustancias mas ligeras.diesel, los combustibles y sustancias mas ligeras.DesintegrarDesintegrar: Rompe los hidrocarburos grandes, : Rompe los hidrocarburos grandes, convirticonvirtindolos en compuestos mas pequendolos en compuestos mas pequeos y de mayor os y de mayor utilidad.utilidad.RearreglarRearreglar: Con altas temperaturas y con catalizadores : Con altas temperaturas y con catalizadores rearreglarearregla la estructura qula estructura qumica de los hidrocarburos del mica de los hidrocarburos del petrpetrleo.leo.CombinarCombinar: Hace reaccionar dos o mas hidrocarburos o no : Hace reaccionar dos o mas hidrocarburos o no hidrocarburos, tales como el azufre o el hidrogeno, para hidrocarburos, tales como el azufre o el hidrogeno, para obtener otros productos.obtener otros productos.TratarTratar: Convierte materiales contaminantes a una forma : Convierte materiales contaminantes a una forma tal que pueden ser desechados al medio ambiente.tal que pueden ser desechados al medio ambiente.MezclarMezclar: Combina diferentes l: Combina diferentes lquidos para producir los quidos para producir los materiales finales con propiedades especificas.materiales finales con propiedades especificas.

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AsiAsi, una refiner, una refinera recibe petra recibe petrleo crudo, leo crudo, fracciona, desintegra, reforma, combina y fracciona, desintegra, reforma, combina y mezcla materiales para producir: Gasolina, con mezcla materiales para producir: Gasolina, con o sin o sin mejoradormejorador del octanaje, gas licuado de del octanaje, gas licuado de petrpetrleo o GLP, leo o GLP, combustoleoscombustoleos (Diesel, (Diesel, JetFuelJetFuel), ), asfaltos, asfaltos, coquecoque y azufre como subproducto.y azufre como subproducto.Una refinerUna refinera, usa una variedad de servicios y a, usa una variedad de servicios y materiales, tales como la electricidad, aire, materiales, tales como la electricidad, aire, agua, nitragua, nitrgeno, hidrogeno y catalizadores y geno, hidrogeno y catalizadores y finalmente retorna materiales de desecho al finalmente retorna materiales de desecho al medio ambiente.medio ambiente.

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Entradas y salidas en una Entradas y salidas en una RefineriaRefineria

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Conceptos bsicos

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Procesos funcionales de REFINACIONProcesos funcionales de REFINACION

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Esquema General de RefinaciEsquema General de Refinacinn

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Esquema de refino

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Organigrama del proceso de una RefinerOrganigrama del proceso de una Refineraa

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PRODUCTOS PETROLIFEROS

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INTRODUCCIONINTRODUCCION

El refino de petrEl refino de petrleo ha evolucionado leo ha evolucionado continuamente en respuesta a la demanda de continuamente en respuesta a la demanda de productos mejores y diferentes por parte de los productos mejores y diferentes por parte de los consumidores. consumidores. Las refinerLas refineras actuales producen varios as actuales producen varios productos, muchos de los cuales se utilizan como productos, muchos de los cuales se utilizan como materia prima para procesos de craqueo y materia prima para procesos de craqueo y fabricacifabricacin de lubricantes, y para la industria n de lubricantes, y para la industria petroqupetroqumica. Se clasifican en tmica. Se clasifican en trminos rminos generales como combustibles, cargas generales como combustibles, cargas petroqupetroqumicas, disolventes, aceites de proceso, micas, disolventes, aceites de proceso, lubricantes y productos especiales, como cera, lubricantes y productos especiales, como cera, asfalto, y coque.asfalto, y coque.

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Entradas y salidas en una RefinerEntradas y salidas en una Refineraa

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6,21%

24,29%

37,53%

25,97%

6,00% GLP

Gasolinas

Destilados

RECON

Lubs

ComposiciComposicin del barril de petrn del barril de petrleoleo

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Fracciones del petrFracciones del petrleo crudoleo crudo

< 32.2 C Butanos y mas ligeros 32.2 104.4 C Gasolinas104.4 157.2 C Naftas157.2 232.2 C Kerosenos232.2 343.3 C Gasoleos ligeros343.3 427 C Gasoleos pesados> 426.7 C Residuos

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CombustiblesCombustibles

Los principales productos Los principales productos combustibles son el gas licuado combustibles son el gas licuado de petrde petrleo (GLP), la gasolina, leo (GLP), la gasolina, el queroseno, el combustible el queroseno, el combustible para motores a reaccipara motores a reaccin, el n, el gasoleogasoleo o diesel, el o diesel, el gasoleogasoleopara calefaccipara calefaccin y el fuel n y el fuel residual o bunker.residual o bunker.

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Cargas petroquCargas petroqumicasmicas

Muchos productos derivados del refino Muchos productos derivados del refino de crudos de petrde crudos de petrleo, como el leo, como el etileno, propileno y butadieno, son etileno, propileno y butadieno, son hidrocarburos hidrocarburos olefolefnicosnicos derivados de derivados de procesos de craqueo de refinerprocesos de craqueo de refineras, y as, y estestn destinados a su utilizacin destinados a su utilizacin en la n en la industria petroquindustria petroqumica como materias mica como materias primas para la producciprimas para la produccin de pln de plsticos, sticos, amoniaco, caucho sintamoniaco, caucho sinttico, glicol, etc.tico, glicol, etc.

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Disolventes derivados del petrDisolventes derivados del petrleoleoVarios compuestos puros, entre ellos el Varios compuestos puros, entre ellos el benceno, el tolueno, el xileno, el hexano benceno, el tolueno, el xileno, el hexano y el heptano, cuyos puntos de ebulliciy el heptano, cuyos puntos de ebullicin y n y composicicomposicin en cuanto a hidrocarburos n en cuanto a hidrocarburos estanestan estrictamente controlados, se estrictamente controlados, se obtienen para utilizarlos de disolventes.obtienen para utilizarlos de disolventes.Los disolventes se clasifican en aromLos disolventes se clasifican en aromticos ticos y no aromy no aromticos, segticos, segn su composicin su composicin. Se n. Se emplea como diluyentes de pinturas, emplea como diluyentes de pinturas, llquidos de limpieza en seco, quidos de limpieza en seco, desengrasantes, disolventes industriales y desengrasantes, disolventes industriales y plaguicidas, etc.plaguicidas, etc.

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Aceites de procesoAceites de procesoLos aceites de proceso comprenden Los aceites de proceso comprenden el rango de alto punto de ebulliciel rango de alto punto de ebullicin, n, los productos de destilacilos productos de destilacin directa n directa atmosfatmosfrica o al vacrica o al vaco, y los que o, y los que obtienen por craqueo tobtienen por craqueo trmico o rmico o catalcataltico. Se trata de mezclas tico. Se trata de mezclas complejas que contienen grandes complejas que contienen grandes molmolculas de hidrocarburos culas de hidrocarburos parafparafnicos, nicos, naftnaftnicosnicos y y aromaromticos.ticos.

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Lubricantes y grasasLubricantes y grasasLos aceites lubricantes bLos aceites lubricantes bsicos se obtienen sicos se obtienen mediante procesos de refino especiales de mediante procesos de refino especiales de acuerdo con requisitos especacuerdo con requisitos especficos y segficos y segn n normas internacionales. Son mezclas de color normas internacionales. Son mezclas de color claro a intermedio, baja volatilidad, y claro a intermedio, baja volatilidad, y viscosidad entre intermedia y alta, de aceites viscosidad entre intermedia y alta, de aceites parafparafnicos, nicos, naftenicosnaftenicos y aromy aromticos, con ticos, con rangos de ebullicirangos de ebullicin entre 371n entre 371--538 538 CC..Las grasas son mezclas de aceites lubricantes y Las grasas son mezclas de aceites lubricantes y jabones metjabones metlicos, a los que se alicos, a los que se aaden aden materiales de funcimateriales de funcin especifica para n especifica para proporcionar aislamiento y lubricidad.proporcionar aislamiento y lubricidad.

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Productos especialesProductos especialesLa La cera cera se utiliza para proteger productos se utiliza para proteger productos alimenticios, en revestimientos, como ingrediente de alimenticios, en revestimientos, como ingrediente de otros productos (cosmotros productos (cosmticos y cremas limpiadoras de ticos y cremas limpiadoras de calzado) y para velas.calzado) y para velas.El El azufreazufre se produce como resultado del refino del se produce como resultado del refino del petrpetrleo. Se almacena una veces en fase liquida, leo. Se almacena una veces en fase liquida, calentado y fundido, en depcalentado y fundido, en depsitos cerrados, y otra fase sitos cerrados, y otra fase sslida, en recipientes o a la intemperie.lida, en recipientes o a la intemperie.El El coquecoque es carbono casi puro y tiene diversos usos, es carbono casi puro y tiene diversos usos, desde electrodos hasta pastillas combustibles para desde electrodos hasta pastillas combustibles para barbacoas, dependiendo de sus caracterbarbacoas, dependiendo de sus caractersticas fsticas fsicas, sicas, que son el resultado del proceso de coquizacique son el resultado del proceso de coquizacin.n.El El asfaltoasfalto, que se utiliza principalmente para , que se utiliza principalmente para pavimentar carreteras y fabricar materiales para pavimentar carreteras y fabricar materiales para cubiertas y tejados, debe ser inerte a la mayorcubiertas y tejados, debe ser inerte a la mayora de las a de las sustancias qusustancias qumicas y condiciones meteorolmicas y condiciones meteorolgicas.gicas.

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Productos bProductos bsicos del petrsicos del petrleo crudoleo crudo

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1. Principales productos del refino del petr1. Principales productos del refino del petrleo crudoleo crudo

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UtilizaciUtilizacin de productos qun de productos qumicosmicos

En el procesado de hidrocarburos se En el procesado de hidrocarburos se utilizan, o se forman como resultado del utilizan, o se forman como resultado del mismo, varios productos qumismo, varios productos qumicos:micos:

DiDixido de azufrexido de azufre CCusticosusticos xidos de nitrxidos de nitrgeno y mongeno y monxido de carbonoxido de carbono Acido sulfhAcido sulfhdricodrico Agua amargaAgua amarga Acido sulfAcido sulfrico y acido fluorhrico y acido fluorhdricodrico Catalizadores sCatalizadores slidoslidos

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