Petróleo

Química. Procesos productivos. Hidrocarburos. Composición. Yacimientos. Destilación. Refinación. Lubricantes

  • Enviado por: Cosme Fulanito
  • Idioma: castellano
  • País: Argentina Argentina
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PETROLEO

____________________________________________________________________________________

Descripción de Procesos Productivos

HIDOCARBURO

Concepto general. Se denominan hidrocarburos a los compuestos de carbono e hidrógeno. Existe una gran variedad de estos compuestos, debido a 3 características de los átomos de carbono:

Poder saturar entre ellos sus valencias, formando cadenas que pueden ser lineales o arborescentes (ramificadas)

Los carbonos se llaman primarios, secundarios o terciarios, según se unan respectivamente a uno, dos o tres átomos de carbono.

\ | / | /

C1 C2

| | \

\ \ / | | /

_ C1 _ C2 _ C3 _ C3 _ C1 _

/ | | \

Cadenas arborescentes

2º Poder formar uniones o ligaduras simples (intercambio de una valencia), dobles (intercambio de dos valencias) o triples (intercambio de tres valencias). Los hidrocarburos que sólo poseen ligaduras simples, se llaman saturados, alcanos o parafinas. Los demás se denominan no saturados, y se subdividen en etilénicos (doble ligadura0 y acetilénicos (triple ligadura).

Ejemplo

/ /

C _ C

| \ || \ C _

| || |||

| / || / C _

C _ C

\ \

Ligadura simple ligadura doble ligadura triple

La cadena de carbonos puede cerrarse para formar un ciclo o anillo. Los hidrocarburos que las poseen se llaman cíclicos. Pueden tener ciclos formados por C unidos con ligaduras simples, como en el anillo anterior, que pertenece a los hidrocarburos ciclánicos; o ciclos de C con ligaduras simples y dobles, que se denominan hidrocarburos bencénicos o aromáticos. Ejemplos

|

C C

\ / \ / / \\

C _ C _ C _ C _

| | \ || |

| | _ C _ C _

\ | | \ //

C _ C C

/ \ |

Anillo ciclánicos anillo bencénico

Hidrocarburos saturados o parafinas. Los primeros de la serie son:

CH3

|

CH3 CH2

| |

CH3 CH2 CH2

| | |

CH3 CH2 CH2 CH2

| | | |

CH4 CH3 CH3 CH3 CH3

Metano etano propano butano pentano

Los nombres de los que siguen, se forman como en el último, con el prefijo griego que indica el número de C, seguido de la terminación ano.

Fórmula general CnH2n+2 ( n = número de C )

Estos hidrocarburos poseen las siguientes propiedades:

  • Condiciones normales de temperatura y presión sus estados físicos son:

Gaseosos los 4 primeros (hasta 4 C)

Líquidos, los que poseen 5 a 16 C

Sólidos, los de 17 o más C.

  • Todos son menos densos que el agua e insolubles en ella y solubles en alcohol, éter y benceno.

  • Todos son muy estables y resistentes a los reactivos, por cuya razón se han denominado parafinas (parum: poca; affinis: afinidad)

  • Son combustibles, ardiendo con llama luminosa, con luminosidad que aumenta con el número de C. Forman con el aire mezclas explosivas, los gaseosos.

  • Se caracterizan porque los halógenos (F, Cl, Br, I) reemplazan sus H formando derivados de sustitución. Los restos de elementos no sustituidos, forman radicales cuyos nombres son los de los hidrocarburos respectivos, con su terminación cambiada por:

ilo, si se reemplaza 1 H

e ileno, si se reemplaza 2 H

Ejemplo: _ CH3 (metilo) > CH2 (metileno). Esta sustitución puede ser progresiva:

CH4 + Cl2 _! ClH + CH3Cl

Monocloruro metano o cloruro de metilo

CH3Cl + CL2 _! ClH + CH2Cl2

Dicloruro metano o cloruro de metileno

Hidrocarburos etilénicos o eténicos. Presentan una ligadura doble en su cadena de C. Por lo tanto, tienen 2 H menos que el saturado del mismo número de C.

Se denominan como los saturados cambiando su terminación por eno

Los 4 primeros de la serie son:

CH2

| |

CH2 CH

| | |

CH2 CH CH2

| | | |

CH2 CH CH2 CH2

| | | | |

CH2 CH3 CH3 CH3

eteno propeno buteno penteno

Fórmula general: C n H2n

La doble ligadura puede repetirse para originar un hidrocarburo dietilénico.

Los hidrocarburos etilénicos tienen las siguientes propiedades:

En C.N.P.T son:

Gaseosos los que poseen 2 a 5C

Líquidos, los que poseen 6 a 18 C

Sólidos, los que poseen 19 o más C.

  • Todos son insolubles en agua y solubles en alcohol, éter y benceno.

Son combustibles, ardiendo con llama más luminosa que los hidrocarburos

saturados con igual número de C, porque poseen un mayor porcentaje de este elemento, que es quien al ponerse incandescente da luminosidad a la llama. Los gaseosos forman con el aire mezclas explosivas.

  • Se caracterizan por una gran actividad química, diferenciándose en este aspecto de los hidrocarburos saturados.

  • Los halógenos rompen su ligadura doble, transformándola en simple, al agregarse para dar derivados de adicción. Ejemplo:

CH2 CH2 Br

| | + Br 2 _! | |

CH2 CH2 Br

eteno Bromo Dibromoetano

Hidrocarburos acetilénicos o etínicos: Poseen una triple ligadura; en consecuencia, poseen 2H menos que el hidrocarburo etilénico del mismo número de C.

Se nombran como los saturados, cambiando su terminación por ino. Los 4 primeros de la serie son:

CH

| | |

CH C

| | | |

CH C CH2

| | | | |

CH C CH2 CH2

| | | | | |

CH CH3 CH3 CH3

Acetileno o etino propino butino pentino

Fórmula general: CnH2n-2

La triple ligadura puede repetirse en la molécula formándose entonces un hidrocarburo diacetilénico.

Los hidrocarburos acetilénicos tienen las siguientes propiedades:

En C.N.P.T son:

Gaseosos los que poseen 2 ó 3C

Líquidos, los que poseen 4 a 14 C

Sólidos, los que poseen 15 o más C.

  • Todos son menos densos que el agua e insolubles en ella. Se disuelven en alcohol, éter y benceno.

  • Con los halógenos forman dos clases de compuestos de adición: se agregan transformando primero la ligadura triple en doble; y luego, la doble en simple.

Ejemplo:

CH CH . Br

| | | + Br2 _! | |

CH CH . Br2

Acetileno o etino bromo dibromoeteno

Y luego

CH . Br CH . Br2

| | + Br2 _! |

CH . Br2 CH . Br2

Dibromoeteno tetrabromoetano

  • Pueden polimerizarse, se decir formar moléculas múltiples, transformando su triple ligadura en doble. Ejemplo:

CH CH

/// // \

HC CH HC CH

| | | _! | | |

HC CH HC CH

\\\ \\ /

CH CH

Tres moléculas de Benceno

Acetileno

Hidrocarburos cíclicos: Se dividen en ciclánicos (con anillos de ligaduras simples) y bencénicos o aromáticos (con anillos de ligadura simples y dobles).

Ciclánicos: Se subdividen en isocíclicos (con anillos de C solamente) y heterocíclicos (con anillos de C y otros elementos, como O, S o N).

  • Ejemplo de ciclánicos isocíclicos:

CH2 CH2

/ \ / \

H2C _ CH2 H2C _ CH2

Ciloprapano o trimetileno | | Ciclohexano o H2C _ CH2 hexametileno

\ /

CH2

Sus nombre se forman anteponiendo el prefijo ciclo al nombre del hidrocarburo saturado del mismo número de C.

Responden a la fórmula general: CnH2n y se asemejan a los hidrocarburos saturados, por sus propiedades.

  • Ejemplo de ciclánico heterocíclico:

H2C _ CH2

| | Pirrolidina H2C _ CH2

\ /

NH

Bencénicos o aromáticos: También se llaman aromáticos, porque poseen perfumes característicos.

Se subdividen, como los anteriores, en isocíclicos y heterocíclicos.

Ejemplo de bencénicos o aromáticos isocíclicos:

CH CH CH

// \ // \ / \\ HC CH HC C CH

| | | | | | |

HC _ CH HC C CH

\\ / \\ / \ //

CH CH CH

Ciclohexatrieno o naftaleno

Benceno o naftalina

Son bastantes estables a pesar de las dobles ligaduras, que nos se rompen para formar compuestos de adición

- Ejemplos de aromáticos heterocíclicos:

HC _ CH HC _ CH

| | | | | | | |

HC _ CH HC CH

\\ / \ /

O S

Tiofeno fufurano

Composición Química: En una mezcla muy compleja de composición variable, de hidrocarburos de muy puntos de ebullición y estados sólido, líquido y gaseoso, que se disuelven unos en otros para formar una solución de viscosidad variable.

Contiene:

Hidrocarburos saturados o parafinas. Formula general

Hidrocarburos etilénicos u oleifinas.

Hidrocarburos acetilénicos.

Hidrocarburos cíclicos ciclánicos.

Hidrocarburos bencénicos o aromáticos.

Compuestos oxigenados (derivados de hidrocarburos etilénicos, por oxidación y polimerización)

Compuestos sulfurados (tiofeno, etc.)

Compuestos nitrogenados cíclicos (piridina, etc)

Clasificación: Se basa en la clase de hidrocarburos que predominan:

Petróleo de base parafínicas: Predominan los hidrocarburos saturados o parafínicos.

Son muy fluidos de colores claros y bajo peso específico (aproximadamente 0,85 kg./lt).

Por destilación producen abundante parafina y poco asfalto.

Son los que proporcionan mayores porcentajes de nafta y aceite lubricante. Pertenecen a este tipo los Vespucio (Salta) y Tupungato (Mendoza) en nuestro país.

Petróleo de base asfáltica o nafténica: Predominan los hidrocarburos etilénicos y diétilinicos, cíclicos ciclánicos (llamados nafténicos), y bencenicos o aromáticos.

Son muy viscosos, de coloración oscura y mayor peso específico (aproximadamente 0,950 kg/lt)

Por destilación producen una abundante residuo de asfalto. Las asfaltitas o rafealitas argentinos fueron originadas por yacimientos de este tipo, que al aflorar perdieron sus hidrocarburos volátiles y sufrieron la oxidación y polimerización de los etílenicos.

A este tipo de yacimientos pertenecen algunos de Comodoro Rivadavia.

Petróleo de base mixta: De composición de bases intermedias, formados por toda clase de hidrocarburos: Saturados, no saturados (etilénicos y acetilénicos) y cíclicos (ciclánicos o nafténicos y bencénicos o aromáticos).

La mayoría de los yacimientos mundiales son de esto tipo. A el corresponden casi todos los de Comodoro Rivadavia.

Poder Calorífico: Decrece al aumentar el peso específico.

Pe = 0,815 (Petróleo Salteño) ! 11.000 Kcal/lt

Pe = 0,915 (Comodoro Rivadavia) ! 10.700 Kcal/lt

I. Gases Aplicación

  • No condensables

  • Hidrógeno Corte de metales, etc.

    Gas no licuable Combustible industrial y doméstico

  • Licuables

  • Supergas Combustible doméstico, calefacción, iluminación de boyas, refrigeración

  • Hidrocarburos no saturados

  • Antidetonantes Aeronaftas

    Butadieno y Estireno Caucho sintético

    Alcoholes, cetonas, éteres Solvente, anticongelante

    Plásticos Sintéticos Pintura, tinta de imprenta

    II. Líquidos

  • Destilados livianos

  • Éter de petróleo Solvente

    Pentao, hexano, heptano Usos de laboratorio y explosivos

    Y tolueno

    Nafta común Motores a explosión y equipos electrógenos

    Aeronafta Motores de aviación y obtención de Benzol

    Nafta industrial Motores agrícolas, aplicaciones industriales

    Solventes Extracción de aceites, tinta de imprenta

  • Destilados intermedios

  • Kerosene Motores a reacción, calefacción, aplicaciones domésticas, insecticidas

    Aguarrás y trementol Pinturas y barnices

  • Destilados medianos

  • Gas-oil Motores diesel, automotores y locomotoras

    Diesel-oil Motores diesel estacionarios, calderas y hornos

  • Destilados pesados

  • Aceites industriales Vaselina líquida, impregnación de fibras textiles, cueros y quesos, cosméticos e insecticidas

    Parafina Fósforo, velas impermeabilización de papeles, aislantes, etc.

    Aceites lubricantes livianos Turbinas, cojinetes, compresores, usos domésticos

    Aceites lubricantes medianos Automotores maquinaria agrícola y ferroviaria, maquinaría industrial, compresores turbinas, motores diesel .

    Aceites pesados Maquinaria pesada, anticorrosivos y plastificación del caucho.

  • Fuel-oil Combustible para calderas y hornos

  • Sólidos

  • (residuos sólidos)

    1. Asfalto Pavimentos, pinturas anticorrosivas, fijación de parquet, protección de cañerías

    2. Coque Electrodos, escobillas, etc.

    BUSQUEDA O LOCALIZACION DE YACIMIENTO.

    Cuando nació la industria la petrolífera, era muy sencillo localizar yacimientos, porque se explotaron los muy superficiales, cuya existencia era conocida, o porque fueron descubiertos por obra del azar, como ocurrió con el de TetusVille de Pennsylvania (Estados Unidos) o el de Comodoro Rivadavia (Chubut) de nuestro país.

    Pero la creciente importancia de esta industria, originó una búsqueda intensiva y racional de nuevos yacimientos, que se transformó en una verdadera ciencia, con aportes de Geología, la física, la química, etc.

    El conocimiento de la estructura del suelo es fundamental para la determinación racional de las posibilidades de existencia de los yacimientos.

    Actualmente se utilizan los siguientes métodos de exploración:

  • Exploración superficial:

  • Relevamientos topográficos en escala grande.

  • Relevamientos geológicos superficiales, en zonas donde afloran rocas sedimentarias.

  • Relevamientos geofísicos, basados en métodos:

  • Gravimétricos, que estudian las pequeñas alteraciones de la gravedad, producidas por la vecindad de grandes masas de rocas densas. Se utilizan gravímetros sensibles.

  • Magnetométricos, que denuncian las pequeñas alteraciones magnéticas, producidas por las distintas permiabilidades magnéticas de las rocas cristalinas próximas. Se usan magnetómetros muy sensibles, que a veces suelen transportarse en aviones, para disminuir los efectos de masas férreas superficiales.

  • Sismográficos, que determinan las velocidades de propagación de ondas sísmicas, provocadas por estallido de cargas superficiales de dinamita, que penetran en el suelo, reflejándose en ciertas capas, como las calcáreas y se detectan con sismógrafos sensibles, ubicados en zonas vecinas a la de explosión. Estas determinaciones permiten calcular la profundidad a que se encuentra la capa reflectora. Repitiendo las medidas, se puede establecer el perfil de dicha capa, y de los de las capas vecinas.

  • Análisis de suelos, que determina la presencia de hidrocarburos hasta una profundidad no mayor de 15 cm.

  • Análisis de hidrocarburos, que determina su presencia en el suelo y en perforaciones poco profundas. Con estos datos se confeccionan planos de posibles acumulaciones explotables de la zona.

  • Exploración Profunda.

  • Se realiza en zonas que se consideran favorables, mediante la perforación de pozos profundos:

  • Perfilaje eléctrico, realizado con electrodos que se bajan a distintas profundidades de un pozo de exploración, para determinar la conductibilidad eléctrica de las distintas capas y sus probabilidades de contener petróleo.

  • Perfilaje geoquímico, que determina la presencia de vestigios de hidrocarburos en las capas profundas del subsuelo. Sus datos no pueden ser siempre adecuadamente interpretados.

  • Perfilaje térmico, efectuado con termómetros de máxima y mínima, a distintas profundidades, que diferencia las capas por sus conductibilidades térmicas. También se usa para el control de operaciones de perforación de pozos (cementados, etc.)

  • Cronometraje de perforación, que por distintas velocidades, con que se atraviesan las capas, las individualiza.

  • Fotografía de las paredes de los pozos, que también se utilizan para la individualización de las capas atravesadas.

  • Ultimamente, se han ideado métodos muy modernos y rápidos, basados en: radioactividad de las capas, mucho mayor en las areniscas que pueden contener petróleo; empleo de la televisión para control de perforación; absorción de neutrones o modificación de su velocidad, producida por los yacimientos, que se practica para determinar su extensión, etc.

    Todos los datos reunidos, solamente proporcionan una posibilidad de existencia del yacimiento, que autoriza a realizar la gran inversión de capital requerida por la perforación de un pozo. Estos datos se concretan en la ejecución de planos estructurales, que determinan la ubicación más favorables para la perforación, y permiten el cálculo de las posibles reservas petrolíferas.

    EXTRACCION

    Perforación de pozos. Una vez elegidas las áreas con mayores probabilidades, se realizan las perforaciones, que a veces llegan a considerables profundidades: más de 6000 m en los Estados Unidos, y hasta 4600 m en el pozo de Madrejones No 5 de Salta, nuestro país.

    Se comienza por construir altas torres metálicas de sección cuadrada, con refuerzos transversales, de 30 m a 40 m de altura, para facilitar el manejo de los pesados equipos de perforación.

    Dos son los sistemas comunes: a percusión, que es el más antiguo y casi en desuso y a rotación, que se utiliza en la mayoría de los casos.

  • Método a percusión: Se utiliza un trépano pesado, unido a una barra maestra que

  • aumenta su peso, que se sostiene con un cable de acero conectado a un balancín, el cual le imprime un movimiento alternativo de ascenso y descenso, al ser accionado por un motor.

    Periódicamente se retira el trépano para extraer los materiales o detritos, con una herramienta llamada cuchara.

    Por su lentitud, actualmente ha caído en desuso, empleándose únicamente para pozos poco profundos.

  • Método a rotación: El trépano, que es hueco, se atornilla a una serie de caños

  • De acero que forman las barras de sondeo, que giran impulsadas por la mesa rotativa, ubicada en la base de la torre, y unida por una transmisión a cadena con los motores del cuadro de maniobras.

    La mesa rotativa tiene en su centro un agujero cuadrado, por la cual se desliza una columna de perforación de la misma sección, que desciende conforme avanza el trépano.

    De la parte superior de la torre se suspenden aparejos, que permiten levantar y bajar los pesados equipos.

    Se inicia la perforación con el movimiento de la mesa rotativa, hasta que resulte necesario el agregado de nuevas barras de sondeo, que se enroscan miden aproximadamente 9 m.

    La operación se repite todas las veces necesarias.

    Los detritos son arrastrados hasta la superficie mediante el bombeo de una suspensión densa, la inyección formada por una suspensión acuosa de una arcilla especial, llamada bentonita que los técnicos analizan constantemente. Además este lodo cumple otras 2 funciones importantes: Revoca las paredes de la perforación, evitando o previniendo derrumbes; y refrigera al trépano, que se calienta en su trabajo de intenso desgaste.

    Cuando se ha perforado 100 a 150 m, se entuba el pozo con una cañería metálica y cemento de fraguado rápido (cementación), para evitar posibles derrumbes ocasionados por las filtraciones de las napas de agua que se atraviesan.

    Por dentro de la cañería conductora se prosigue la perforación con un trépano de menor diámetro. En los pozos muy profundos, estas disminuciones obligan a comenzar con diámetros de hasta 550 mm.

    El análisis de la inyección permite saber cuando se está cerca del yacimiento, por la presencia de gases desprendidos del mismo por pequeñas grietas. Se acostumbra perforar también la capa productora, que luego se entuba con un caño perforado, para conocer su espesor y facilitar la surgencia del petróleo.

    Lo más frecuente es que se perfore verticalmente. Esto se logra controlando el peso aplicado al trépano y su velocidad de rotación. Pero también puede perforarse oblicuamente, en la llamada perforación dirigida, desviando el trépano con cuñas cóncavas de acero y barras de sondeo articuladas, para alcanzar yacimientos apartados de la vertical (debajo de zonas pobladas, de mares; o para controlar pozos en erupción, mediante inyección lateral de barro o cemento). Actualmente, es frecuente terminar un pozo con un cementado, que luego se perfora con un perforador a bala.

    CONTROL DE SURGENCIA:

    Se comienza por bajar hasta cerca del fondo una cañería de 5 a 7,5 cm de diámetro, llamada tubería, que lleva en su extremo superior un conjunto de válvulas y conexiones denominado Arbol de Navidad, que mantiene al pozo bajo control.

    La surgencia del petróleo por la tubería, se logra por métodos naturales o artificiales:

  • Natural: Tres son las causas que pueden originar la surgencia natural.

  • La presión del agua subyacente, que al transmitirse al petróleo, lo obliga a subir. Es la más efectiva.

  • La presión del gas libre que cubre al petróleo, que se transmite a éste y lo impulsa en su ascenso.

  • Cuando no existe gas libre y el agua no tiene presión suficiente o tampoco existe, al disminuir la presión por la perforación del pozo, el gas disuelto en el petróleo se desprende y al expandirse lo hace surgir. Es la menos efectiva de las tres.

  • Artificial: Puede lograrse por dos métodos:

  • Inyección a presión de agua, gas o aire.

  • Bombeo mecánico con bombas aspirantes de profundidad, accionadas por gatos de bombeo. Por lo general se efectúa el bombeo simultáneo de una serie de pozos vecinos, conectando sus gatos de bombeo mediante largas varillas de acero, a un excéntrico que se hace girar en una estación central.

  • Bombo hidráulico, inyectando petróleo a presión que regresa a la superficie bombeado; y bombeo centrífugo, con bombas centrífugas de varias etapas, ubicadas cerca del fondo del pozo y accionadas por motores eléctricos controlados desde la superficie.

  • PURIFICACION:

    El petróleo tal como surge, no puede procesarse industrialmente, sin separarlo antes del gas y el agua salada que lo acompañan.

  • Separación del gas: Se efectúa en una batería de tanques, en los cuales, por simple reposo el gas se separa espontáneamente.

  • Destrucción de la emulsión agua salada-Petróleo: Es uno de los problemas de difícil resolución que afronta la industria petrolífera. Se trata de resolverlo en distintas formas:

  • Se previene la formación de emulsiones, evitando la agitación de la mezcla de agua salada y petróleo, en las operaciones de surgencia.

  • Lavado con agua de la emulsión, seguido con una decantación posterior.

  • Decantación en tanques de almacenamiento.

  • Centrifugado de la emulsión

  • Calentado, para disminuir la viscosidad de los petróleos densos

  • Métodos químicos, térmicos o eléctricos (que son los mas efectivos para desalinizar y deshidratar; trabaja a 11.000 voltios).

  • Unas vez purificado, se lo envía a tanques de almacenaje y de ellos, a las destilerías, por oleoductos u otros medios de transporte (buques cisternas, vagones tanques, etc.)

    INDUSTRIALIZACION:

    DESTILACION PRIMARIA Y REFINACION

    LA industrialización en la actividad petrolera tiene por objeto obtener del petróleo crudo los productos derivados, destinados a su comercialización en el mercado. Comprende dos grandes sectores: el de la refinación y el de petroquímica. A su vez, la Refinación se divide en dos etapas:

  • Destilación primaria, por la cual se elaboran productos intermedios y terminados: Nafta virgen, kerosene, gas-oil y crudo reducido.

  • Refinación propiamente dicha, etapa mucho más compleja -en la cual incluye la primera- dirigida a obtener productos de mayor calidad (productos finales), como gas licuado, motonaftas, fuel-oil, aceites lubricantes, etc. La distinción o diferencia básica entre destilación primaria y refinación propiamente dicha, es que, en tanto en la primera no hay transformación química, limitándose al proceso a modificaciones en el estado físico, es esta última se opera aquel tipo de transformación.

  • De la destilación primaria - como queda dicho- se obtienen los productos intermedios, así llamados porque entre ellos y los productos finales media una etapa de refinación que eleva su valor.

    Conceptos Preliminares:

    En la destilación primaria se verifican cinco conceptos físicos fundamentales:

    • Vaporización

    • Condensación

    • Fraccionamiento

    • Densidad

    • Punto de ebullición

    A continuación se dan breves definición de los mismos:

    • VAPORIZACION: Pasaje del estado liquido al vapor, por calentamiento

    • CONDENSACION: pasaje del estado de vapor al estado liquido, por enfriamiento.

    • FRACCIONAMIENTO: separación de fracciones de hidrocarburos de diferentes densidades y puntos de ebullición.

    • DENSIDAD: Es la relación entre el peso y el volumen unitario de un cuerpo o sustancia, a una determinada temperatura. Este concepto es sinónimo del peso específico.

    • PUNTO DE EBULLICIÓN: Es la temperatura de un liquido, a la cual la presión de vapor del mismo iguala a la presión atmosférica.

    DESTILACION PRIMARIA. SINTESIS DESCRIPTIVA.

    En términos generales, el de la destilación primaria es un proceso continuo de transformaciones físicas, que se verifican a partir de la vaporización del petróleo crudo sometido a determinadas temperaturas. Estos vapores, al ser enfriados, se condensan, volviendo al estado liquido en forma de productos como nafta virgen (llamada así porque en esa etapa no a sufrido aún transformación química), kerosene, gas-oil, etc.

    En este proceso - que tiene lugar en la torre fraccionaria- inciden la densidad y el punto de ebullición de los líquidos obtenidos por condensación del vapor; estos líquidos se “fraccionan”, depositándose de arriba hacia abajo y viceversa en platos separadores, también llamados de burbujeo, del interior de la torre. Arriba, lo hacen los de menor peso (densidad) y punto de ebullición; mas abajo aquellos en que esos valores aumentan.

    Los subproductos o cortes, como también se los denomina, son extraídos, finalmente, por una de las partes laterales de la torre, a distintas alturas.

    El petróleo crudo (1), proveniente de los tanques de almacenaje, es bombeado hacia un horno o alambique (2) donde se lo calienta a temperaturas que pueden llegar hasta los 380 centígrados.

    Esta operación de calentamiento tiene por objeto vaporizar el crudo, para, su posterior fraccionamiento en la torre de destilación (3). Este fraccionamiento consiste en separar del petróleo crudo los diferentes cortes de hidrocarburos, según sus distintos puntos de ebullición y densidades.

    Los productores más livianos se obtienen por la parte superior de la torre, en tanto los más pesados son extraídos de la parte media y el fondo. La fracción superior gas y nafta es sometida a una etapa de enfriamiento para su condensación y separación en el separador de gas (4), obteniéndose, entonces, gas y nafta virgen (así llamada por no haber sufrido aún ninguna transformación química, su punto de ebullición es inferior a los 175º C, formado por una mezcla de hidrocarburos con cadenas de 4 a 12C, predominando las de 7 y 8C). El reflujo de ésta se utiliza para mantener la temperatura constante, en la parte superior de la torre, función que -a distintas alturas de la misma- cumplen también los otros reflujos que aparecen marcados en el diagrama. Mantener la temperatura constante es una condición necesaria para obtener los subproductos o cortes en sus respectivas especificaciones (nafta, kerosene, gas-oil, etc.). Descendiendo a niveles inferiores de la torre se extrae el corte denominado kerosene, de mayor densidad que la nafta, compuesto por hidrocarburos de 10 a 17C de mayor peso molecular. Su punto de ebullición está entre los 150 y 275º C. El kerosene pasa a la torre despojadora donde es sometido a una inyección de vapor con el objeto de arrastrar los hidrocarburos livianos (nafta) que lleva disueltos todavía. Estos hidrocarburos livianos retornan al nivel superior de la torre. En el caso del gas-oil, cuyo punto de ebullición está entre 275 y 300º C, formado por cadenas de hidrocarburos de más de 5C, se repite la misma operación en la respectiva torre despojadora (6), con reflujo de los hidrocarburos más livianos a la parte media de la torre. En cuanto al crudo reducido (llamado así por que se le han sacado los cortes más livianos) sale por la parte inferior de la torre debido a ser el de mayor peso, está constituido por una mezcla de hidrocarburos con cadenas de elevado número de C. El kerosene y el gas-oil van directamente a la venta; el gas se utilizará como combustible y en petroquímica y -tras tratamiento posterior- para elaborar motonaftas. El crudo reducido, a su vez, también en otra etapa posterior será utilizado para obtener otros subproductos de refinería como gas licuado, motonaftas, gas-oil, diesel-oil, fuel-oil, asfaltos, carbón, lo que se verá en el cuadro número (2).

    Platos de Burbujeo o separadores.

    Los elementos que aparecen en el diagrama, señalados con los números 7 y 8 se denominan platos de burbujeo o separadores. Tienen una fundamental importancia para la verificación del proceso continuo que se opera en el interior de la torre de fraccionamiento, por el cual los vapores del petróleo crudo se condensan dando los distintos cortes o subproductos a distintas alturas de la misma. Al poner en contacto íntimo a los vapores que ascienden desde el fondo de la torre con los líquidos ya condensados, permiten que ese vapor se condense a su vez, cuando su densidad y su punto de ebullición coinciden con la del líquido del corte del plato respectivo. El vapor burbujea en la masa líquida a través de un dispositivo

    Llamado tacita de burbujeo, diseminados en la superficie del plato o bandeja. Esa función puede ser cumplida también por los orificios de platos o bandejas separadores de otro tipo que, precisamente, se caracterizan por ese sistema distinto. Hay en la torre bandejas o platos de burbujeo que son, además, colectores (8) de los cortes acumulados y por donde los mismos tienen salida al exterior.

    La Torre

    Para una comprensión más simplificada del proceso -y habida cuenta de lo que se deja señalado- podría afirmarse que “En la torre de fraccionamiento entran vapores que se condensan al ponerse en contacto con fracciones líquidas más frías que descienden de la parte superior de aquella. Esta operación se realiza en forma continua: Vapores a cierta temperatura que ascienden desde el fondo y se condensan a distintas alturas por efecto de menores temperaturas que provienen de los líquidos ya condensados en las partes superiores, repitiéndose de ésta forma una y otra vez el ciclo”.

    Una torre de destilación funciona manteniendo ese régimen durante lapsos prolongados: Mese, años. Esta construida en distintos tipos de acero y su altura y diámetro varían según las cantidades de procesamiento.

    REFINACION PROPIEMENTE DICHA.

    Síntesis descriptiva.

    En términos generales se trata de todo un proceso o conjunto de procesos integrados para la obtención del máximo rendimiento en productos de mayor valor comercial y demanda del mercado.

    Conceptos Preliminares.

    En la refinación propiamente dicha debe tenerse en cuenta los siguientes conceptos preliminares que a continuación pasamos a definir:

    Catalizador: Es un agente que acelera las reacciones químicas permitiendo operar en condiciones más simples. Este elemento el catalizador es de esencial importancia en la mayoría de los procesos de refinación. Un ejemplo: La unidad de craqueo catalítico de la refinería de La Plata tiene un consumo anual aproximado de 2.500.000 lo que da una erogación, por tal concepto, de US$ 2.000.000 al año.

    Destilación secundaria o Craqueo: (cracking)

    Palabra inglesa que significa romper. Es la aplicación del fenómeno de ruptura de las cadenas largas de C de los hidrocarburos de elevados puntos de ebullición, producida por el calor a elevada temperatura, que fue explicada por Young en 1885. Los restos, bajo la acción de la temperatura y la presión se reconstituyen formando otros hidrocarburos de cadenas más cortas.

    Los resultados obtenidos dependen de la temperatura:

    Entre 400 y 500º C, se obtienen hidrocarburos gaseosos y líquidos de bajos puntos de ebullición.

    Por encima de los 500º C, se forman hidrocarburos no saturados

    A más de 600º C se producen hidrocarburos aromáticos.

    Y a los 1000º C, solamente resiste el metano (CH4), mientras que los hidrocarburos restantes se descomponen en sus elementos C y H.

    A todas la temperaturas se forman porcentajes variables de C y gases no condensables.

    Por razones económicas y técnicas suelen usarse catalizadores, utilizados para acelerar las reacciones más convenientes para la producción de hidrocarburos que mejoran las características de la nafta.

    El craqueo puede ser térmico o catalítico. El primero se produce en ciertas condiciones de temperatura, presión y tiempo de reacción. El segundo, se produce en diferentes condiciones operativas de menor severidad respecto a la temperatura, presión y tiempo de reacción, debido a la presencia de los llamados catalizadores de craqueo.

    H H

    ø ø Calor

    Ejemplo: H19C9 _ C _ C _ C9H19 __! C10H22+C10H20

    ø ø

    H H Parafínico +

    Parafínico Olefínico

    Mezcla de Naftas: Para la mezcla de naftas se parte de lo que se denomina el “pool de naftas”, conformado por: la nafta virgen; nafta de reformación; nafta de coqueo y nafta de cracking catalítico.

    Todas estas naftas, obtenidas en los diferentes procesos de refinación, deben mezclarse en diferentes condiciones, con el agregado de otros agentes químicos para que lleguen a la condición de poder ser comercializadas como naftas súper o común. Las naftas son incoloras. Para diferenciarlas se le agregan colorantes. Así, la nafta súper es de color azul, en tanto la común es amarilla. Entre los agentes químicos que se le agregan figuran los que permiten un control de calidad para que el producto no pueda ser falsificado, para inhibir la corrosión, etc.

    Esquema de funcionamiento de una Refinería Integrada por los diferentes procesos a que es sometido el petróleo crudo y los subproductos intermedios (gas, nafta virgen y crudo reducido) para obtener los subproductos combustibles finales a los efectos de su comercialización. CUADRO No 2.

    Después de la etapa de Destilación primaria ya explicada en el CUADRO No 1 y que, como lo muestra el presente diagrama, está incluida en el proceso d refinación (2), los subproductos intermedios son sometidos a diferentes procesos. Básicamente, se trata de estos cinco: Destilación al vacío (3); coqueo (4); Craqueo catalítico (5); Reformación catalítica (6) y Concentración de gases (7).

    A continuación se describen someramente los mismos:

    Destilación al vacío: En la destilación primaria habíamos dicho que la temperatura de operación del horno llegaba hasta los 380o centígrados. Por encima de esta temperatura y a la presión atmosférica, comienza a producirse el llamado craqueo (rompimiento molecular) de las moléculas de hidrocarburos en los enlaces químicos C-C, operándose entonces una transformación química.

    Ahora bien, trabajando la torre de destilación en condiciones de presiones muy bajas disminuyen los puntos de ebullición de los diferentes hidrocarburos, pudiéndose operara a mayores temperaturas (420º - 430º C) sin producirse el fenómeno de craqueo. Entonces es posible someter el crudo reducido de topping en una torre de vacío (3) y extraerle fracciones de hidrocarburos del orden de la densidad de los gas-oil que no pudieron ser extraídos en la primera etapa de destilación.

    1ra Fracciones livianas, que emergen por la parte superior de la torre; un condensador la subdivide en:

  • Parte volátil no condensada, separada por una bomba de vacío

  • Gas-oil que se obtiene por la parte superior y media de la torre de vacío, de características no comerciales, pasa a la etapa de craqueo catalítico (5).

  • 2da Aceite lubricante liviano, condensado en un refrigerante y recogido en un depósito.

    3ra Aceite lubricante pesado, procesado como el anterior.

    Antes de condensarse, estas porciones pasan por torres despojadoras, donde el vapor de agua les quita los productos más volátiles que arrastran para llevarlos nuevamente a la torre.

  • El producto que sale del la unidad de vacío se deriva a la unidad de coqueo (4) y a los tanques de almacenaje de fuel-oil comercial, por una parte, cuando se trabaja con un crudo de ciertas características; al variar éstas se puede obtener, entonces, de ese mismo fondo, los asfaltos en su diferente tipos comerciales.

  • Coqueo (o craqueo térmico): Esta operación consiste en la transformación química de hidrocarburos pesados, por acción del calor y presión, produciéndose en estas condiciones la descomposición de moléculas de elevado peso molecular en otras en otras de menor peso.

    El fondo de la unidad de vacío, es decir, el producto que sale de allí, se introduce como carga en la unidad de coqueo, con el objeto de someterlo a temperaturas del orden los 510º C y transformarlo en subproductos de mayor valor. Se obtiene: gases, nafta, diesel, gas-oil pesado y carbón sólido.

    El fuel-oil o petróleo crudo reducido, sufre el craqueo térmico en las siguientes etapas:

  • Precalentamiento en la torre de fraccionamiento

  • Compresión con una bomba a 28 Kg./cm² y pasaje al horno de craqueo.

  • Craqueo en la cámara de reacción, que es donde se produce el craqueo, a una temperatura de hasta 480º C

  • descompresión en la válvula reductora de presión.

  • Gasificación en la cámara de evaporación instantánea. La porción gaseosa sale por arriba y el residuo de fuel-oil de craqueo sale por abajo

  • Fraccionamiento en la torre de fraccionamiento a la cual penetra por la parte inferior. En ella se obtienen 2 porciones:

  • 1ra Nafta e hidrocarburos gaseoso, que salen por la parte superior.

    2da Hidrocarburos pesados, que salen por abajo y se mezclan con el fuel-oil, para iniciar otro ciclo de craqueo.

    Aparte se fracciona la nafta por condensación en refrigerantes, separándola de los gases (metano, etano, eteno, etc.), que aprovecha la industria petroquímica.

    Craqueo catalítico: Se basa en una propiedad de los catalizadores: la aceleración de los velocidad de reacción, en forma diferencial.

    Data del año 1936, siendo superior al craqueo térmico (coqueo) por la calidad de la nafta obtenida, que es de 77 a 81 a octanos.

    Entre los distintos procesos en uso, uno de los mas comunes es el de lecho-fluido, que utiliza como catalizador arcilla natural o una mezcla sintética de alúmina y sílice, finamente pulverizadas, que se comportan como fluidos cuando se incorporan a una corriente gaseosa.

    Esta unidad (5), se carga con gas-oil pesado proveniente de las unidades de destilación al vacío y coqueo.

    El proceso consta de las siguientes etapas:

  • Craqueo a presión atmosférica y 450 a 500º C aproximadamente, en un reactor, en presencia del catalizador finamente pulverizado.

  • Separación del catalizador, que se envenena al cubriese con el C producido, en un regenerador donde se quema dicho C. El catalizador precipita en la parte inferior, siendo enviado al reactor mediante una corriente de aire, para intervenir en otro ciclo.

  • Fraccionamiento de los vapores que sufrieron el craqueo, que de la parte superior del reactor pasan a la torre de fraccionamiento, donde se dividen en 3 porciones:

  • 1ro Nafta, cuyos vapores escapan por la parte superior de la torre y se condensan en refrigerantes; generalmente se la somete a una redestilación.

    2do gasoil catalítico liviano, utilizado como combustible liviano

    3ro gasoil catalítico liviano, que puede destinarse al craqueo térmico; pero generalmente se le hace sufrir un nuevo ciclo catalítico, aprovechándose en este caso la arcilla al volver al reactor.

    Reformación catalítica: La nafta virgen de destilación primaria es un subproducto de baja calidad, no comercializable, por contener un bajo número de octano. Su composición química, no obstante, puede reformarse (en otra estructura molecular) con el objeto de elevarle el número de octanos,

    A Tal efecto se utiliza el proceso denominado reformación catalítica (6). El catalizador utilizado en esta operación contiene metales muy valiosos, como por ejemplo platino, de tal manera que las naftas reformadas con estos catalizadores se llaman “naftas al platino”. La nafta virgen se introduce como carga a la unidad de reformación catalítica (6), obteniéndose los siguientes productos: gases y nafta reformada al platino.

    Concentración de gases: Esta unidad tiene como objeto reunir los gases provenientes de todas unidades de refinación, con el fin de fraccionarlos y obtener por destilación los productos siguientes: gas residual (para uso petroquímico y combustible), propanos y butanos (gas licuado).

    Refinación de productos

    Los subproductos se someten a una refinación en tratamientos físicos y químicos muy variados, que los purifican y especialmente cumplen 2 objetivos:

  • Eliminar componentes con propiedades nocivas para la aplicación a que se los destinan.

  • Mejorar las características aprovechables en sus aplicaciones, mediante el agregado de sustancias adecuadas.

  • Los subproductos comunes son:

  • Nafta para automotores: Las naftas están integradas por mezclas muy

  • complejas de hidrocarburos de todas las series, procedentes de las destilaciones primaria y secundaria (térmica y catalítica).

    Sus componentes fundamentales son: hidrocarburos saturados, no saturados, cíclicos ciclánicos (nafténicos) y aromáticos o bencénicos. Sus porcentajes dependen del petróleo utilizado; y sus puntos de ebullición varían entre los límites distanciados:

    40º C y 225º C.

    Los productos más volátiles facilitan el arranque del motor; y los mas pesados, deben ser reducidos para asegurar una distribución pareja de la mezcla carburada (el carburador la reduce a gotitas muy pequeñas mezcladas con aire) en los cilindros.

    • La nafta común argentina cumple con los requisitos del ”Bureau of Mines” de Estados Unidos, que establece las características siguientes:

    Antes de los 62º C debe destilar el 10%.

    Antes de los 117º C debe destilar el 50%.

    Antes de los 170º C debe destilar el 90%.

    Poder antidetonante. Una nafta detona (ruido producido por la vibración del pistón) cuando se enciende antes de terminar el segundo tiempo del motor (pre-encendido), o sea de la compresión, por el aumento de temperatura que produce dicha compresión. Por la tanto, parte de la fuerza de la explosión se opone al movimiento del pistón, restando fuerza útil. Una buena nafta produce mezclas que solamente se encienden al comienzo del tercer tiempo, cuando la salta la chispa entre los electrodos de la bujías.

    La detonación es causada por los hidrocarburos parafínicos que destilan antes de 125º c.

    El poder antidetonante en un motor de un cilindro, comparando la detonación de la nafta en estudio con la mezcla que detona al mismo tiempo que ella, pero formada por heptano (de número octano O) e iso-octano ( de número octano 100).

    Se denominan isómeros de posición, los hidrocarburos que teniendo la misma fórmula empírica tienen distinta fórmula desarrollada. El iso-octano, es el 2-3-4-trimetil-pentano.

    Ejemplo: Si una nafta detona al mismo tiempo, o sea con la misma compresión que una mezcla de 28% de heptano y 72% de iso-octano, su número de octano es 72.

    Se denomina compresión de una motor al cociente entre el volumen de la mezcla comprimida y el de la misma a presión atmosférica. Aumenta, al disminuir la llamada cámara de combustión.

    La nafta común tiene 72 número octano, la super 90.

    Los motores modernos, utilizan compresiones cada vez mayores para lograr rendimientos mejores. Por consiguientes necesitan naftas de número de octano elevado. Y como las naftas procedentes de la destilación primaria detonan antes que las de cracking, es indispensable mezclarlas con porcentajes crecientes de estas últimas

    Así se logran altos números de octano y al mismo tiempo, un mejor aprovechamiento de los petróleos para la obtención del más importante de sus subproductos.

    Se mejora el carácter antidetonante de una nafta, añadiéndole ciertas sustancias, como plomo tetra etilo [Pb(C2H5)], con una pequeña cantidad de dibromuro de etileno, que elimina el depósito de Pb y óxido de Pb en las paredes del cilindro, o hierro penta carbonilo [Fe(CO)5] .

    El refinado de las naftas consiste en la eliminación de sustancias innecesarias, como los hidrocarburos no saturados y compuestos de S, N y O. Que la luz y el aire transforman pro oxidación y polimerización en gomas que obstruyen cañerías y válvulas. Entre los variados procedimientos, puede citarse el tratamiento con ácido sulfúrico concentrado (agitándose enérgicamente durante 90 minutos; decantación de las impurezas disueltas por el ácido; neutralización con soda cáustica).

    Se mejora con procesos de isomerización, polimerización y alquilación (aumento del número de octano) de hidrocarburos.

  • Naftas para aviación: Está compuesta por una mezcla de hidrocarburos más

  • volátiles que los de la anterior.

    Responde a las siguientes especificaciones:

    A 70º C debe destilar 10%

    A 100º C debe destilar 15%

    A 125º C debe destilar 90%

    Su poder calorífico debe ser 10350 cal/kg.

    Su punto de congelación - 60º C.

    Su número de octano puede ser de 100 a 120 y más aún. Es decir que puede ser más antidetonante que le octano puro, o sea que admite un grado de compresión mayor que el sin encendido espontáneo.

    Se elaboran con nafta común y gasolina (mezcla de hidrocarburos muy volátil, fácilmente inflamable, que se fracciona de los gases del petróleo).

  • Naftas livianas: Son mezclas de hidrocarburos muy volátiles, que se utilizan en

  • la industria como solventes y para análisis de laboratorio. Según la nomenclatura de Y.P.F son: Bencina A, Bencina B, Nafta industrial A, Pentano y Hexano.

  • Naftas pesadas. En nuestro país también se las conoce con el nombre de agricol,

  • que YPF clasifica como Kerosene.

    Son mezclas de hidrocarburos de puntos de ebullición más elevados. Se usan en motores agrícolas (tractores, etc.)

  • Kerosenes: Recordemos que están formados por la porción que destila entre 150

  • y 275º C; pero según la demanda, estos límites pueden experimentar ligeras variantes, ya que parte de sus hidrocarburos componentes pueden enviarse a las naftas o al gasoil. Está integrado casi exclusivamente por hidrocarburos con 10 a 17C.

    Legalmente, su punto de inflamación debe superar los 40º C, para que en frío no produzca vapores inflamables (un fósforo encendido, arrojado sobre un recipiente de kerosene debe apagarse). Esta característica evita accidentes entre usuarios modestos, que por diversas causas pueden ser imprudentes.

    Debe responder a las siguientes especificaciones:

    • a 200º C debe destilar un 35%.

    • Su punto seco se logra a 280º C.

    • Coloración: Incolora o ligeramente amarillenta. Olor característico.

    • Peso específico: 0,8 a 0,81 kg./lt

    Su refinación es similar a la de las naftas. Como es un producto muy económico, no es muy cuidadosa; la luz y el aire pueden oxidar y polimerizar sus hidrocarburos, formando gomas que dificulta su empleo. Por lo tanto debe guardarse en depósitos cerrados al abrigo de la luz y durante períodos cortos.

    Se utiliza como combustible doméstico (colorado rosa), o como solvente (colorado amarillo)

    ACEITES LUBRICANTES

    Se emplean para disminuir la fricción y el desgaste de las piezas metálicas al vacío y al vapor de fuel-oil.

    Sus propiedades características son:

  • Viscosidad: Resistencia a fluir por agujeros o conductos estrechos.

  • Los mas usados:

  • De Saybolt Universal Viscosimeter (USA) de uso casi universal.

  • El viscosímetro de Saybolt mide los segundos necesarios para recoger 60 cm³ de aceite, que fluye por un orificio pequeño.

  • Engler (Alemania)

  • Redwood (Inglaterra)

  • La clasificación más aceptada es la numérica establecida por S.A.E (Society Automitive Engineers) (USA):

  • Números: 10, 20, 30, 40, 50, 60, y 70 SAE para automotores

    Números: 80, 90, 100, 160, 250 SAE para caja de: engranajes, diferencial y dirección. La viscosidad aumenta con el número.

  • Punto de Congelación y enturbamiento: No debe congelarse a las bajas temperaturas invernales. Esta característica varía de acuerdo a las aplicaciones: es muy bajo para el usado en máquinas frigoríficas y alto para las máquinas a vapor.

  • El enturbamiento es producido por restos de parafina cristalina o amorfa, que debe eliminarse.

  • Punto de inflamación y combustión. Es la temperatura del aceite caliente, a la cual sus vapores se inflaman, en presencia de una llama.

  • Es mayor cuanto menor porcentaje de hidrocarburos de bajo punto de ebullición posee, ya que ellos son los primeros en producir vapores inflamables.

    El punto de inflamación adecuado se logra con una destilación cuidadosa.

  • Estabilidad a la oxidación: Su importancia es grande. Se determina prácticamente, imitando las condiciones de trabajo y observando: residuos o borras, viscosidad, etc., después de someterlo a elevadas temperaturas en presencia del aire, oxígeno puro o catalizadores.

  • Poder corrosivo: Un buen aceite no debe corroer las piezas metálicas de los motores, pero suele hacerlo al contaminarse con los combustibles, o los productos de su combustión precedentes de los cilindros.

  • Esquema de funcionamiento de una refinería integrada por los diferentes procesos a que es sometido el petróleo crudo para obtener los lubricantes finales a los efectos de su comercialización.

    Antes de entrar al procesos de elaboración propiamente dicho de los aceites lubricantes, el petróleo crudo es destilado con el objeto de separarle sus componentes más livianos, de los que se obtienen por sucesivos tratamientos y refinaciones, naftas, kerosene, gas-oil y diesel-oil (2). El residuo de esta destilación, crudo reducido, se destina a la extracción de aceites lubricantes. Para este fin se utiliza petróleos crudos especiales.

    Destilación al vacío. CUADRO No 3.

    La Unidad de Desasfaltado recibe como materia prima el fondo de la torre de vacío a partir del cual se producen dos aceites bases, llamados Bright stock y cilindro. La función de esta unidad es separar las resinas asfálticas y otros componentes perjudiciales que afectan las propiedades de los aceites. Para ello se utiliza propano licuado, el cual provoca la separación del asfalto. Posteriormente se separa el propano del aceite y del asfalto en torres recuperadoras y por separado.

    Es común refinarlos mediante un agitado enérgico con ácido sulfúrico. El asfalto que puede contener se precipita casi totalmente y algunos hidrocarburos perjudiciales se solubilizan en el ácido.

    Por centrifugado se separa el aceite que luego se neutraliza con arcillas, las cuales también absorben las partículas muy finas de asfalto que no habían precipitado.

    Refinación con furfural.

    Esta unidad (5) se utiliza para procesar los aceites bases, eliminando de ellos los compuestos aromáticos indeseables que darían origen a la formación de resinas y lacas. Al mismo tiempo este tratamiento sirve para obtener lubricantes de superior índice de viscosidad. El aceite base a refinar se pone en contacto aquí, en contra corriente, con furfural que se utiliza como solvente. Por lo tanto, de esta unidad se obtiene un residuo aromático y aceites bases refinados, en una primera etapa.

    También son efectivos los siguientes solventes: fenol, dióxido de azufre (SO2) líquido (a muy baja temperatura) y duo-sol que al igual que el furfural se prestan para refinación continua en torres de fraccionamiento. Hay una temperatura óptima para cada solvente.

    Desparafinado.

    A continuación (6) el aceite base se trata con solventes y a bajas temperaturas para eliminar las parafinas. Las parafinas deben eliminarse con el objeto de que los aceites se mantengan fluidos cuando trabajan a muy bajas temperaturas.

    Se elimina la parafina cristalina, por enfriamiento a 15º C y filtrando con filtros prensa.

    De los filtros prensa se obtienen la parafina comercial. La parafina amorfa exige un tratamiento más laborioso: el aceite diluido con tricloruro de etileno, dicloroetileno o nafta liviana, se enfría a muy baja temperatura y se fracciona de la parafina solidificada en centrífuga que giran a más de 10.000 revoluciones por minuto.

    Otra forma para la eliminación de parafinas se utiliza una mezcla de dos solventes elegidos convenientemente: tolueno y metil-etil-cetona (M.E.K). El tolueno asegura la completa solubilidad del aceite y gran fluidez en el filtrado. La metil-etil-cetona, es un compuesto parafínico “antisolvente” que asegura la precipitación de las parafinas al enfriarse la mezcla; en consecuencia, de esta unidad se obtiene un extracto parafinado y aceites bases refinados, en una segunda etapa.

    Finalmente se elimina el solvente utilizado evaporando el mismo, que se recupera por enfriamiento de sus vapores.

    De la parafina amorfa se obtiene la vaselina

    Hidrogenación catalítica

    Este es el último paso (7) de la refinación de los aceites bases, llamado también hidroterminado. El objeto principal de esta unidad es la eliminación del azufre y el mejoramiento de la estabilidad y la resistencia a la oxidación de los lubricantes. Ello se logra poniendo en contacto el aceite con hidrógeno gaseoso, en presencia de un catalizador adecuado, provocando las reacciones químicas de desulfuración y saturación

    De olefinas. De esta forma concluye la refinación de los aceites bases que quedan así a disposición del mezclado automático.

    Mezclado Automático

    (8) La elaboración de lubricantes se completa con la adecuada mezcla de los diferentes aceites bases en los porcentajes exactos para la obtención de la viscosidad requerida en cada especificación (Número SAE) y de acuerdo al uso; para cárter, engranajes, etc. También aquí se incorporan aditivos especiales adecuados a los servicios que debe cumplir cada tipo de aceite. Esta operación de mezclado se realiza automáticamente, donde todas las operaciones son regidas por un computador electrónico. También aquí se verifica la correcta formulación con los aparatos adecuados. Por otra parte, algunos aceites son sometidos a tratamientos especiales (9) para obtener productos de uso industrial, como ser: aceites aislantes; para turbinas; para compresores frigoríficos; aceites para temple y otros muchos productos.

    Envasado Automático

    (10) La planta de envasado, empaquetado y paletizado automático opera sin necesidad de manipuleos, realizándose a un ritmo acelerado las tareas de llenado, cerrado, empaquetado en cajas de cartón y ordenamiento en plataformas de madera (bases) de toda la producción.

    PARAFINA

    Se obtiene en los procesos de Desparafinado de los aceites lubricantes. Está constituida por una mezcla de hidrocarburos saturados sólidos con número elevado de C.

    Existen 2 variedades comerciales:

    1ro Parafina sólida o ceresina. Se purifica con ácido sulfúrico, que luego se neutraliza con soda cáustica. Se decolora con carbón animal o arcillas absorbentes y finalmente se comprime.

    Es un sólido blanco, duro, inodoro, insoluble en agua, que funde entre 30 y 60º C. Es muy resistente a los reactivos.

    Se utiliza para la elaboración, curtido de pieles, impermeabilizado de fibras textiles, papeles, elaboración de bujías, etc.

    2do Parafina líquida, aceite de parafina o vaselina líquida. Se obtiene por disolución de la parafina sólida en hidrocarburos líquidos.

    Se utiliza como jabón de tocador y como laxante.

    VASELINA

    Resulta en la destilación de algunos petróleos crudos o de los aceites pesados. Se purifica con arcillas absorbentes.

    Está formado por una mezcla de hidrocarburos de elevado número de C, y de hidrocarburos no saturados líquidos.

    Es semisólida o pastos blanca cuando pura, inodora, insípida y viscosa, con punto de fusión: 30 y 45º C.

    Existe un compuesto similar, llamado vaselina artificial, elaborado con parafina y aceites refinados.

    Se utiliza en farmacia, como lubricante, etc.

    GAS OIL

    Debe su nombre a que antiguamente se lo empleaba en la obtención del gas para iluminación.

    Recordemos que se obtiene en la destilación primaria del petróleo entre 275 y 300º C, aunque estos límites pueden variar de acuerdo al consumo.

    Características: Coloración amarillenta; líquido con punto de congelación 10º C (máximo); Peso específico 0,845 a 0,855 kg./lt; punto de inflamación mayor de 50º C; poder calorífico mínimo 10.900 calorías/litro.

    FUEL-OIL

    Aunque resulta como residuo en la destilación primaria, como luego se lo utiliza en la secundaria, el fuel-oil comercial es el residuo de esta última.

    Por razones de seguridad su punto de inflamación es de 65º C como mínimo (se obtiene eliminando los productos volátiles). Su poder calorífico aproximado es de 10.300 cal/lt.

    Reemplaza al carbón, con las siguientes ventajas: mayor poder calorífico, no entra en combustión espontánea, produce menos humo, hollín y gases tóxicos, es más económico y ocupa menos volumen. Se usa en calefacción, transportes marítimos, en calderas industriales, en usinas termoeléctricas, etc.

    BREA y ASFALTO

    La brea es el último residuo de la destilación secundaria del petróleo. Por su descomposición en caliente se obtiene el asfalto o pez del petróleo. Queda como residuo el coque de petróleo.

    PRINCIPALES REFINERIAS

    Destilería La Plata (Buenos Aires)

    Constituye el complejo más integrado del país, siendo además la refinería de mayor capacidad elaboración de crudo del país (38.000 m3 por día). Su inauguración data del año 1925, y desde entonces ha sido constantemente remodelada para adaptar sus instalaciones a las exigencias del mercado de subproductos. Posee unidades de elaboración de combustibles, asfaltos, solventes y además, un complejo de plantas para la elaboración de aceites lubricantes de alta calidad, con una producción de 200.000 m3

    Al año.

    Destilería Luján de Cuyo (Mendoza)

    Fue inaugurada en 1940 y su capacidad de elaboración de crudo es de 18.000 m3por día.. Es una refinería del país que cuenta con una unidad de hidrocraqueo denominada Isomax.

    Destilería Plaza Hiuncul (Neuquén)

    Se inauguró en el año 1960. A parir de 1971 se amplio su capacidad a 3.950 m3 diarios. Procesa crudo del Yacimiento Plaza Huincul.

    Destilería Campo Durán (Salta)

    Esta refinería fue inaugurada en 1960 y su capacidad es de 5.500 m3 diarios, procesa crudo de Salta, Jujuy y Bolivia.

    Destilería San Lorenzo (Santa Fe)

    Fue inaugurada en 1938 y su capacidad es de elaboración es de 5.300 m3 diarios.

    Destilería Dock Sud (Buenos Aires)

    Se inauguro en el año 1952 adquirida a la compañía Ultramar. Capacidad de elaboración 1.000 m3 diarios.

    BIBLIOGRAFIA

    • Merceología. Primer Curso. Dario A.V. Bruzzone Jorge A. Bruzzone

    • Revista Y.P.F nro. 1 1977.

    • Revista B.I.P. Boletín de Informaciones Petroleras

    • Revista Petróleo Internacional.

    • Revista Hydrocarbon Process.

    • Química el Petróleo y del Gas. V. A. Proskuriakov. A. E. Drabkin.

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    32

    PETROLEO. Integración I. Hoja