¿Cómo funciona una Refinería?

Cómo y de donde proceden los combustibles y derivados que utilizamos a diario.

Bienvenidos STEEMIANS hoy vamos a conocer los diferentes procesos por los que pasa el petróleo en una refinería, hasta convertirse en los combustibles, lubricantes y otros derivados que utilizamos en nuestra vida diaria. Pero en primer lugar aprendamos cómo está constituido..

EL PETRÓLEO ES UN HIDROCARBURO FORMADO PRINCIPALMENTE POR 2 ELEMENTOS QUÍMICOS NATURALES:

Este crudo se calentara en el horno hasta alcanzar su temperatura de destilación, en nuestra torre de TOPPING empezaremos el fraccionamiento, para ir separando las cadenas de hidrocarburos , El petróleo cuando entra en la torre atmosférica , Su temperatura hace que los hidrocarburos más livianos se evaporen y asciendan, mientras que los más pesados quedan abajo al ascender los vapores se van enfriando y cuando entran en contacto con las bandejas, pasan de nuevo al estado líquido, así cada uno de los componentes encuentra su temperatura de condensación y es recolectado en esas bandejas.

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Destilación
En la industria de transformación del petróleo, la destilación es un proceso fundamental, pues permite hacer una separación física de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullición.

La destilación atmosférica en la Ingeniería química, es la destilación que se realiza a una presión cercana a la atmosférica. Se utiliza para extraer los hidrocarburos presentes de forma natural en el crudo, sin afectar a la estructura molecular de los componentes.
En las unidades de destilación atmosférica, el objetivo es obtener combustibles terminados y cortes de hidrocarburos que luego se procesarán en otras unidades. Se basa en la transferencia de masa entre las fases líquido-gas de una mezcla de hidrocarburos. Permite la separación de componentes en función de su punto de ebullición. Para que se produzca el fraccionamiento o separación, es necesario que exista un equilibrio entre las fases líquido y vapor, que es función de la temperatura y presión del sistema. Así los componentes de menor peso molecular se concentran en la fase vapor y los de peso mayor, en el líquido. Las columnas se diseñan para que el equilibrio líquido-vapor se obtenga de forma controlada y durante el tiempo necesario para obtener los productos deseados.
El proceso consiste en vaporizar el crudo y luego condensar los hidrocarburos en cortes definidos, modificando la temperatura a lo largo de la columna fraccionadora. La fase líquida se obtiene mediante reflujos, que son reciclos de hidrocarburos que retornan a la columna después de enfriarse intercambiando calor con fluidos refrigerantes o con carga más fría. Su función es eliminar controladamente la energía cedida en el horno de precalentamiento.
La columna de destilación está rellena de bandejas de platos, que es donde se produce el equilibrio entre los vapores ascendentes y los líquidos que descienden.
En la zona de agotamiento o de despojamiento stripping, situada en la parte inferior de la columna, se le inyecta vapor de agua, que sirve para disminuir la presión parcial de los hidrocarburos, favoreciendo la vaporización de los compuestos más volátiles y ayudarles a que asciendan a la zona de la columna que tenga a presión y temperatura adecuada para que se produzca el equilibrio líquido-vapor y se produzca la extracción del producto definido.

Los más livianos son el Propano y el Butano, estos gases son los utilizados en las garrafas, salen de la torre, se procesan y se almacenan para su comercialización.

·La nafta liviana y pesada de las que hablaremos más adelante.

·El Kerosene JET A1 es el combustible usado en los aviones.

·El gasoil liviano que pasara por un proceso para eliminar el azufre contenido.

·El gasoil pesado que también deberá pasar por otras modificaciones para mejorar su calidad antes de ser comercializado.

Finalmente en la base de la torre nos encontramos con residuos sin destilar pero no son basura, aún queda mucho trabajo por hacer.

¿Con lo que aprendimos hasta ahora como separaríamos estos residuos?

¿Con más calor?
¡No!

Si aumentamos más la temperatura los componentes se carbonizarían ¿de acuerdo?

Para realizar este procedimiento está la UNIDAD DE VACÍO que destila sin alterar la composición a presiones muy bajas.

HORNO acá las sustancias se evaporan a una temperatura menor y no se degrada, de esta manera obtenemos nuevos componentes, gasoil liviano y pesado que son enviados a un tratamiento para su comercialización posterior, además de un residuo pesado y muy viscoso.

¿Ya no se puede hacer nada más?

¡Pues claro que sí!

El proceso continúa para obtener más derivados: Este residuo está formado por cadenas de hidrocarburos largas y pesadas que deben ser rotas en partes más pequeñas para usarlas.

Aquí entra en función la unidad de CRAQUEO TÉRMICO o coque.

Aqui en este quipo el producto se calienta hasta 500º y pasa a las cámaras respectivas de reacción, todos los componentes pesados se rompen, formando componentes más livianos. Por la parte superior de las cámaras, expulsan los gases que son enviados a la TORRE DE FRACCIONAMIENTO donde estos vuelven a separarse por la destilación obteniendo otros gases Nafta, Gasoil liviano, y Gasoil pesado.

Con todo lo que hemos visto hasta ahora podemos asegurar que se puede obtener del petróleo una gran cantidad de compuestos, pero TODAVÍA hay más.

En la unidad de TOOPING, UNIDAD DE VACIO Y COQUE obtuvimos GASOIL PESADO, se necesita convertir este producto en uno de mayor valor comercial, para esto usaremos la unidad de craqueo catalítico, donde ahí partimos las cadenas largas de hidrocarburo del gasoil pesado y formamos numerosos compuestos de cadenas más cortas.

Los gases METANO Y ETANO:

Son el combustible de los hornos de la refinería.

Nombre	T Eb °C	Fórmula
Metano	-161. 4°C	CH4
Etano	-88. 6°C	C2H6

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El Metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4.

Forma 3D.

Forma Estructural.

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EL ETANO es el hidrocarburo alifático alcano con dos átomos de carbono, de fórmula C2H6. En sus condiciones normales es gaseoso y un excelente combustible. Su punto de ebullición está en -88 °C.

Forma 3D.

Forma Estructural

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Los gases PROPANO Y BUTANO:
Son los utilizados como materia prima en la industria petroquímica.

Nombre	T Eb °C	Fórmula
Propano	-42. 2°C	C3H8
Butano	-0. 5°C	C4H10

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El Propano es el un gas incoloro e inodoro. Que pertenece a los hidrocarburos alifáticos con enlaces simples de carbono, conocidos como Alcanos. Su fórmula química es C3H8.

Forma 3D

Forma Estructural

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Forma 3D.

Forma Estructural.

También puede denominarse con el mismo nombre a un isómero de este gas: el isobutano o metilpropano.

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Combustible para automóviles que va a formar parte de la NAFTA SÚPER.

Gasoil liviano que será el combustible de una amplia variedad de maquinarias. Además si combinamos una pequeña porción de gasoil liviano con una parte mayor del fondo del vacío, obtenemos FUEL OIL el combustible de los barcos y las centrales de energía eléctrica. Pero vayamos a ver qué pasa con el más conocido de los combustibles. La NAFTA el combustible que viene del craqueo catalítico se fracciona antes de llegar a la mezcla final. La parte más liviana se dirige a la unidad TAME para producir nafta de mayor calidad.

La Nafta es un compuesto líquido de 5to agrope hidrocarburos intermedios derivados de la refinación del petróleo crudo. Es usualmente desulfurado y también reformado de forma catalítica, lo que reestructura sus moléculas, además de romper algunos enlaces, en moléculas más pequeñas para producir un componente de alto octanaje de la gasolina.
Hay cientos de fuentes de crudo de petróleo en todo el mundo y cada fuente tiene su propia composición o ensayo único. También hay cientos de refinerías de petróleo en todo el mundo y cada una de ellas está diseñada para procesar ya sea un aceite de crudo específico o tipos específicos de aceites crudos. La nafta es un término general que cada refinería produce con sus propios puntos de ebullición inicial y final única y otras características físicas y de composición. Las naftas también puede producirse a partir de otros materiales tales como el alquitrán de hulla, depósitos de esquisto, arenas de alquitrán y la destilación destructiva de la madera.

(https://es.wikipedia.org/wiki/Nafta_de_petr%C3%B3leo#cite_note-4)

La otra parte junto con las nafta que vienen del topping y del coque van a la unidad de Hidrotratamiento donde entran en contacto con hidrógeno y las reacciones químicas suprimen los metales, azufre ,oxígeno y nitrógeno, se eliminan no solo porque bajan la calidad de la nafta sino que además son contaminantes del medio ambiente. Ahora sin estos elementos la nafta será mejorada y se incrementara su calidad modificando la cadena de moléculas, una vez realizado este ajuste están listas para incorporarse a la mezcla final y formular nafta de la más alta calidad con el mayor octanaje.

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Ya llegamos al final de este corto recorrido por la refinería, ahora conocemos un poco de como y de donde proceden los combustibles y derivados que utilizamos a diario.

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Toda la información fue investigada por mi persona.📚
Se utilizó información básica y conocida de internet.

Fuentes y Bibliografía.
http://es.wikipedia.org/wiki/Destilación_atmosférica
https://documents.tips/engineering/comportamiento-de-fases-del-gas-natural.html
https://www.scribd.com/document/341245986/Comportamiento-de-Hidrocarburos
http://comofunciona.co.com/category/economia/
https://es.slideshare.net/AnGelicaRada1/equilibrio-solido
http://www.academia.edu/7145717/EQUILIBRIO_DE_FASE_EN_MEZCLAS_DE_HIDROCARBUROS_Y_LIQUIDOS_IONICOS_DE_IMIDAZOLIO
https://martinfernandezgarcia.files.wordpress.com/2014/02/capitulo-1-propiedades-del-gas-natural.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica
http://es.wikipedia.org/wiki/Destilación_atmosférica

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