Refinería de petroleu
Una refinería o destilería de petroleu ye una plataforma industrial destinada a la refinamientu del petroleu, que por aciu un procesu fayadizu, llógrense diversos derivaos del mesmu (Gasoil, querosene, etc.). Pa llograr el so productos usa un métodu llamáu destilación fraccionada la cual consiste en calecer el petroleu a distintes temperatures pa llograr los sos derivaos.
Principales empreses petroleres
Podemos estremar ente les empreses privaes y les de propiedá estatal. En 2015, ente les petroleres privaes más importantes atópense: Exxon Mobil (EE.XX.), BP (Reinu Xuníu), Shell (Países Baxos y Reinu Xuníu), Total (Francia) y Ente Nazionale Idrocarburi (Italia), siendo más conocida fora d'Italia la so marca comercial Agip. Ente les empreses de propiedá estatal podemos mentar: PDVSA (Venezuela) YPF (Arxentina), Petroleos Mexicanos (Méxicu), Gazprom (Rusia), NIOC (Irán), Petrobras (Brasil), Ecopetrol (Colombia), Petronas (Malasia), PetroChina (China).
Historia de les refineríes
Dende finales de los años 1990 hasta 2003 producióse una concentración d'empreses multinacionales, coles fusiones de Exxon con Mobil, de Chevron con Texaco, la compra d'Amoco y Arcu por BP, la unión de Phillips con Conoco, la compra
(anque nel añu 2012 YPF foi de nuevu nacionalizada per Arxentina, espropiándose a Repsol). Toes estes fusiones tuvieron motivaes pola necesidá d'amenorgar costos, dau'l baxu preciu del petroleu y los baxos márxenes de refinar qu'había entós.
Estructura d'una refinería
Hai más de 600 refineríes instalaes nel mundu, que producen diariamente más de 13 millones de metros cúbicos de productos refinaos. Cada refinería tien una economía particular que xenera una configuración de plantes instalaes, lo que-y da carauterístiques operatives específiques. La economía nuna refinería ta determinada principalmente pol so allugamientu, la so antigüedá, la posibilidá de consiguir inversiones, los petroleos crudos de que dispón, la demanda de productos (de los mercaos locales y/o d'esportación), los requisitos calidable de los productos, la llexislación, los estándares ambientales y los requisitos del mercáu.
Pa saber si les sos operaciones son les fayadices, les refineríes realicen estudios comparativos de performance (benchmarking).
Nos países que disponen de mariñes, les destileríes preferentemente instálense ellí, p'aforrar gastos de tresporte y construcción d'oleoductos.
Refinería simple
Les primeres refineríes taben formaes solamente por una única unidá: la destilación atmosférica.
Esta práutica yá nun ye económicamente vidable y les refineríes más simples inclúin amás unidaes amiestes de desulfuración y de conversión, según una destilación al vaciu. Una refinería qu'entiende namái estes unidaes descríbese como hydroskimming Refinery n'inglés. Práuticamente nun esisten.
Les refineríes modernes inclúin amás de les unidaes anteriores, unidaes de conversión (craqueo) que dexen el tresformamientu de les fracciones más pesaes del petroleu que'l so preciu ye menos curiosu y que namái puede ser utilizáu en plantes industriales específiques, en fracciones más llixeres que puedan formar parte d'un combustible ordinariu (diésel, querosenu o gasolina).
Refinería complexa
Les refineríes complexes pueden tener, amás de les unidaes anteriores, otres unidaes de los cualos los más comunes son:
- El craqueo catalíticu o (FCC Fluyíi Catalytic Cracking)
- La viscorreducción ( amenorgamientu de mafa )
- La isomerización, *
La polimerización, * El craqueo a vapor, o Steam Cracking, * La coque (coking) .
Nesti casu, dicimos que ye una conversión fonda (deep conversion). Estes téuniques utilícense cada vez más, por cuenta de la evolución del mercáu: los crudos nel mercáu tienden a ser cada vez más pesaos, ente que la demanda mover escontra l'estremu contrariu. El mercáu de los crudu pesaos amenórgase (en parte porque de cutiu sustitúyense por gas natural) ente que'l consumu de combustible p'automóviles sigui creciendo.
Les unidaes de refino
Cada unidá de refino cuenta con un procesu industrial que polo xeneral executar por aciu una operación física o química simple.
El númberu de tipos d'unidaes y procesos utilizaos pola industria del refináu ye bien alta (alredor de 200). Poro, nun ye cuestión de revisar toes.
Composición
La composición inicial del crudu depende de la so fonte; que va influyir fuertemente na forma en que se procesa. La gasolina foi mientres enforma tiempu la parte más valorada del crudu: tiense, por tanto, tenencia a preferir el crudu llixeru, que fácilmente da llugar a productos d'altu octanaxe. Sicasí, los crudos pesaos que contienen más compuestos de cadena llarga (que s'atopen nel betume), tán peor valoraos y riquen tratamientos adicionales pa romper les sos molécules y faelos vendibles. Les impureces como l'azufre (H2 S, mercaptanos) son particularmente pocu deseyaes, polo que tán suxetes a tratamientos específicos adicionales, que se suman al costu del tratamientu.
- La fórmula xeneral de los hidrocarburos enchíos ye C n H 2n + 2 , nel que l'índiz n ye'l númberu d'átomos de carbonu conteníos na molécula.
- La fórmula xeneral de los hidrocarburos insaturados con un doble enllaz ye CnH2n, nel que l'índiz n representa'l númberu d'átomos de carbonu conteníos na molécula. Exemplu: el etilenu C 2 H 4 .
- La fórmula xeneral d'hidrocarburos insaturados con un triple enllaz ye C n H 2n-2 , nel que l'índiz n representa'l númberu d'átomos de carbonu conteníos na molécula. Exemplu: el acetilenu C 2 H 2 .
Mercar el petroleu crudo nun mercáu global tien de responder en mayor o menor midida a les mires de los requisitos de refino. El crudu brutu, como se dixo antes, ye un amiestu de dellos cientos de productos distintos, dende'l gas metanu hasta borrafes d'alquitrán que tienen distintes carauterístiques fisicoquímiques. Como tal, úsase bien pocu porque solo ye bonu pa quemar nuna llámpara de petroleu. Col fin de dixebrar estos productos y faer que los productos sían realmente aplicables empléguense métodos físicu-químicos que se llamen polo xeneral refino.
Hai dellos tipos de crudo:
- parafínico
- nafténico
- arumosu
que pueden ser:
- SELV (bien so conteníu d'azufre)
- BTS (baxu conteníu d'azufre)
- MTS (conteníu medio d'azufre)
- HTS (alto conteníu d'azufre)
- Thts (alto conteníu d'azufre)
Les unidaes de procesamientu non siempres son apoderaes pal tratamientu de toos estos crudos porque la so construcción nun ta diseñada pa tomar tola gama.
Destilación
La destilación ye un métodu pa dixebrar distintos componentes d'un amiestu líquido según el so puntu de ebullición. Cuando se calecer un líquidu consistente en dellos productos, el vapor que s'escapa de primeres de la destilación entiende la mayor parte de los productos más volátiles, emprobeciéndose polo tanto l'amiestu inicial. Esti vapor recuéyese, y tres l'enfriamientu, vuelve a la so forma líquida: el líquidu vuelve arriquecese colos componentes más volátiles, pero nun ye puru inda.
El crudu ta constituyíu por un amiestu bien grande de productos; poro, nun se trata de llograr productos puros, sinón más bien "cortes", ye dicir amiestos más simples consistentes en productos con carauterístiques homoxénees, que darréu se someten a un tratamientu afechu a les sos families, pa la fabricación d'un determináu productu. Polo tanto ye esencial la operación inicial que sufre'l crudu cuando llega a la refinería.
Destilación atmosférica
| Nome | T Eb °C | Fórmula |
|---|---|---|
| metanu | -161. 4°C | CH4 |
| etanu | -88. 6°C | C2H6 |
| propanu | -42. 2°C | C3H8 |
| butanu | -0. 5°C | C4H10 |
| pentano | 36. 3°C | C5H12 |
| hexano | 69°C | C6H14 |
La destilación atmosférica llámase asina porque se lleva a cabu a presión atmosférica. La totalidá del productu pasa al traviés d'esti procesu. Llevar a cabu na unidá más importante de la refinería, y determina la so capacidá máxima.
Cada hidrocarburu puru tien carauterístiques químiques y físiques específiques. La tabla amiesta amuesa la temperatura de ebullición de los alcanos lliniales llixeros, bien comunes nel crudu, independientemente de la so procedencia.
El refino consiste n'utilizar primero les carauterístiques físiques de cada componente conteníu nel amiestu tal como la temperatura de ebullición pa dixebrar y estrayer les fracciones primaries.
Esta operación denominar destilación. Al igual que nel destilador, el crudu calecer nuna columna zarrada llamada columna de destilación atmosférica y gracies a la diferencia na temperatura de ebullición de los componentes presentes y cola vaporización de les fracciones más o menos llixeres recoyer nos diversos niveles de la columna les fracciones de productos llixeros, entemedios, medios y pesaos.
La destilación atmosférica realizar nuna columna que tien un númberu determináu de bandexes furaes y provistes de válvules, xeneralmente de 30 a 50 bandexes, lo que resulta nuna "destilación fraccionada". Dempués d'esta primer destilación, la parte residual unviar a otra columna de menor altor y que tienen un menor númberu de plaques llamada columna de destilación al vaciu.
Ello ye que esta fraición residual, llamada "borrafa atmosférica" contién hidrocarburos con cadenes llargues y estes cadenes son muncho más fráxiles, polo tanto esiste gran probabilidá de que puedan estremase en delles partes de forma aleatoria si sigue'l calentamientu a presión atmosférica.
Pa evitar esti tipu de cadenes de cortes ensin deseyar, faise la separación de los productos d'esta borrafa atmosférica so un vacíu relativu que correspuende a una presión d'aproximao {{unidá | 40 |-} mm Hg (la presión atmosférica correspuende a {{ unidá | 760 |-} mm de mercuriu). Esti vacíu relativu mengua la temperatura de ebullición de los componentes, polo que s'aplica menos calor a estos productos.
Como se mentó enantes, el crudu ye un amiestu d'hidrocarburos, y la destilación atmosférica nun trata de dixebrar sustancies pures, sinón namái dixebrar el crudu en fracciones. Tamién ye la primer etapa nel procesamientu de petroleu.
Asina ye'l procesu con más detalle:
El crudu que llega pasa traviés d'un primera tren de intercambiadores pa ser calecíu a la temperatura fayadizo (alredor de 110 ° C), tamién se desala nuna unidá de "desalado", onde, por aciu la adición d'agua y un campu electrostático, el crudu ye descargáu del so sal.
El crudu pasa de siguío a un segundu tren de intercambiadores, y depués por un fornu onde la temperatura alzar a aproximao 360 ° C. De siguío, entra na columna de fraccionamiento per primer vegada la (torre de destilación atmosférica). Ye una columna de bandexes forníes con tapes y válvules.
El crudu llega a una presión elevada y la columna ta a presión atmosférica polo que se produz una lliberación repentina de los productos arreyaos llamada "flax".
Esta espansión repentina evapora la fraición llixera de crudu escontra la parte cimera de la columna, llamada "seición de separación". Una segunda fraición, más pesada, entestar en forma líquida y cai escontra baxo a la parte inferior de la columna llamada "seición d'escosamientu" na parte inferior de la columna.
Por que se realice l'intercambiu de materia, base de too fraccionamiento por destilación, los vapores ascendentes tienen de ponese en contautu cola fraición líquida descendente circulando a contra corriente na columna.
Pa esti propósitu, una parte del líquidu llográu na parte cimera de la columna por condensación de vapores vuelve inyectase de nuevu como refluxu na cabecera de la columna. El so vaporización gradual provoca la condensación d'un númberu sustancialmente igual de molécules (componentes) más pesaes que vuelven escontra les bandexes darréu inferiores.
Por tresferencia de calor y masa los vapores ascendentes arriquecen el líquidu descendente colos componentes pesaos. El vapor que s'alza escontra les plaques cimeres absuerbe, otra manera, tolos componentes llixeros y la concentración del mesmu ye cada vez más alta nesta fase.
Establecer d'esta manera na columna y de riba abaxo un gradiente de temperatura creciente, que ye de 110 ° C na parte cimera de la columna hasta algamar 350 ° C na parte baxa de la columna. L'intercambiu de materia ente'l vapor y el líquidu llámase la rellación de refluxu.
Cuanto más elevada ye la "rellación de refluxu", meyor ye la separación de los distintos productos. Esta tasa suel tar alredor de 7 na columna atmosférica.
Por aciu corrientes llaterales, asitiaes nos llugares fayadizos na parte alta de la columna, recoyer na cabeza de la columna la fraición más llixera que contién gas llicuao y nafta, el querosenu un pocu más baxu, gasóil llixero, gasóil pesao y medio y finalmente la borrafa atmosférica.
Les fracciones lateralmente retiraes son sometíes amás a un fraccionamiento complementariu llamáu "stripping" en columnes amiestes llamaes "strippers" pa esaniciar les fracciones llixeres entá disueltes. Esto realízase por aciu la inyeición de vapor d'agua, a contra corriente.
La borrafa puede utilizase direutamente na producción de combustible pesáu comercial o sometíu a una destilación adicional conocida como destilación al vaciu.
De xacíu, toes estes fracciones qu'acabamos d'estrayer atmosférica resultáu de la separación de columna de destilación primaria y toes van ser utilizaes como materies primes pal suministru a otres unidaes de procesamientu de la refinería.
La columna de destilación en sí, de forma cilíndrica, ta formada por bandexes furaes provistes de furos, tapes y válvules. Estes bandexes asítiense una enriba de la otra. Polo xeneral, el númberu de bandexes ye de cuarenta (ente 30 y 50 dependiendo de la gama de crudos que quieren tratase nella). La columna tien una entrada, que s'atopa llixeramente percima de la parte inferior de la columna, pa la llegada del crudu a tratar. Per otra parte, esta columna tien distintes salíes pa estrayer los distintos productos mientres la destilación.
L'allugamientu de la entrada de crudu y l'allugamientu de les fracciones a estrayer nun tán feches al azar, sinón calculaes por que la columna sía capaz de procesar una variedá de crudos distintes calidaes.
Pa la estracción de los distintos productos, na cabeza de la columna atopa la salida de gases y de productos llixeros que formen la nafta. Nos llau de la columna, y de riba abaxo atópense les boques d'estracción:
- de querosenu, *
de gasóil llixeru, * de gasóil medio, * de gasóil pesao,
y no fondero de la columna la salida
- de la borrafa atmosférica.
Dempués d'esti tratamientu preliminar, toles fracciones retiraes van ser utilizaos como material de rellenu (materiales d'alimentación) pa l'alimentación d'otres unidaes de procesamientu posteriores. Vamos esaminar estes unidaes a partir de la fraición más llixera, esto ye, la llograda na parte cimera de la columna de destilación atmosférica.
Tratamientu de la fraición nafta
Hidrotratamiento
La fraición nafta, salida de la parte alta de la columna contién un amiestu de tolos gases y de nafta total (puntu de ebullición final (PF) 180 ° C o 150 ° C si los requisitos de querosenu son altos). Antes de la separación en distintes porciones más pequeñes, pásase la nafta por una unidá de hidrotratamiento pa esaniciar tol azufre que contién.
Esta unidá consta d'un bucle de carga d'hidróxenu, presurizáu por un compresor al traviés d'una reactor que contién un catalizador. Esto facilita'l tresformamientu de los compuestos d'azufre en sulfuru d'hidróxenu H 2 S), más fáciles de sacupar. La reacción consume hidróxenu polo que se realiza constantemente una aportación d'este, polo xeneral dende la unidá de reformáu catalíticu que produz hidróxenu. La gasolina y el sulfuru d'hidróxenu formáu dixebrar en socesivos separadores de boles, nun procesu nel que s'estrayi un gas rico n'hidróxenu unviáu al traviés del bucle y un gas rico en sulfuru d'hidróxenu. De siguío, la gasolina ye strippée: d'esta miente llibérase del sulfuru d'hidróxenu que se dixebra na parte cimera del separador como gases acedos trataos n'unidaes d'aminas.
Esti conceutu del circuitu de reacción ye idénticu a les unidaes HDS de gasóil.
Ello ye que l'azufre ye un productu altamente corroyente y los catalizadores conteníos n'otres unidaes son atacaos y vuélvense inactivos al pasu de productos que contienen azufre. Per otra parte, los otros productos comerciales estrayíos d'esta nafta, tales como'l propanu o'l butanu nun tienen de contener azufre o compuestos sulfurados.
Amás, antes del fraccionamiento de la nafta en más cadenes menores, esaníciase l'azufre conteníu nesta fraición, combinándolo con hidróxenu pa formar sulfuru d'hidróxenu de fórmula H2S, que se lleva a una planta Claus pa producir azufre líquido. Tamién puede caltenese la corte total de nafta, ensin faer nueves divisiones y utilizalo como materia primo pa la planta de craqueo a vapor.
L'hidróxenu utilizáu provién de la unidá de reformáu catalíticu.
Estabilizador de nafta
La fraición de nafta total dempués del hidrotratamiento y d'esaniciar el so azufre únviase como alimentación a un estabilizador (o fraccionador). Esta columna funciona a una rellación de refluxu bien alta so una presión del orde de 5 a 10 bar col fin d'esaniciar tol gas y afaer la presión de vapor de la fraición de nafta. A la salida d'esta unidá, tolos gases de C4 (esto ye, butanu y tolos gases más llixeros qu'ésti) unviar a la "planta de gas" pal tratamientu.
Nel estabilizador (tamién conocíu como desbutanizador) la nafta dixebrar en dos fracciones: nafta llixero y nafta pesao. La primera tien un puntu de ebullición final de 80 ° C (o 100 ° C) y la segunda puede tener un puntu final de destilación de 150 C o 180 ° C según que se busque querosenu curtiu o querosenu llargu.
Ello ye que si precísase fabricar una gran cantidá de querosenu, nesti casu, córtase la nafta a 150 ° C, en casu contrariu, el puntu final de destilación afitar a 180 ° C y, dacuando inclusive a 185-190 ° C.
La nafta llixero unviar pal so almacenamientu como base d'amiestu (o blendstock n'inglés) pal so usu posterior na fabricación de combustibles.
La nafta pesao únviase como materia primo p'alimentar la unidá de "reformáu catalíticu. "
Cabo señalar equí que la nafta llixero, pesada y total estabilizaes tamién puede unviase en carga (líquidu o vapor) al craqueo por vapor.
Tratamientu de la fraición querosenu
Hidrotratamiento
Dependiendo de les necesidaes del momentu, el refinador puede establecer el puntu inicial de corte de querosenu en 150 ° C o 180 ° C. El puntu de ebullición final d'esta seición ye xeneralmente de 225 ° C pero tamién puede llegar a 250 ° C. Si esta corte provién d'un crudu MBTS (bien so conteníu d'azufre), nun ye necesariu'l so tratamientu. Si tratar d'un crudu que contién azufre, únviase la fraición a la unidá de hidrotratamiento pa esaniciar l'azufre que contenga. Esti postreru, en presencia d'hidróxenu tresformar en sulfuru d'hidróxenu que va ser unviáu a la rede de gas Rico en H2S y unviáu en carga a una planta Claus (de seguridá para col mediu ambiente).
Tratamientu d'allandiadura (por casu: unidá Merox)
Otru métodu pa la eliminación de compuestos d'azufre conteníos nel querosenu ye por aciu el procesáu nuna unidá d'allandiadura (sweetening) como laMEROX, un tratamientu con sosa (hidróxidu de sodiu). Esti métodu namái s'utiliza pa fracciones que contienen pocos productos sulfurados especialmente mercaptanos. Nesti métodu, a diferencia del hidrotratamiento, nun s'esanicia l'azufre conteníu na fraición, sinón que se tresforma. Los corroyentes mercaptanos convertir en disulfuros non corroyentes. Estos nun s'esanicien y permanecen na fraición, pero nun tienen actividá corroyente. La MEROX extractiva, variante del procesu MEROX, puede esaniciar el disulfuro formáu.
El querosenu, desaposiáu d'azufre, unviar al almacenamientu pal so usu na fabricación de JET A-1, combustible para aviones.
Les especificaciones téuniques del JET A-1 son bastante severes, especialmente dende'l puntu de vista de la conxelación, que tien que tar per debaxo del nivel de conteníu n'azufre del productu. Les normes internacionales pal puntu de conxelación del JET A-1 son de -47 ° C. Ello ye que a 11 000 metros d'altitú, la temperatura esterior puede baxar a -65 ° C, y unu puede imaxinar fácilmente les consecuencies pa un vuelu si'l combustible conxelar nos depósitos.
Hidrodesulfurización de la fraición de gasóil
El gasóil (llixeru o mediu) de la destilación atmosférica, si procede d'un crudu SELV únviase talo como al almacenamientu de productos entemedios que se van utilizar pa distintos amiestos.
Pela contra, si tratar d'un crudu ácidu (MTS HTS), tien de pasar a la hidrodesulfuración pa quitar l'azufre. Como nel hidrotratamiento, la hidrodesulfuración ye un tratamientu a base d'hidróxenu en presencia d'un catalizador pa convertir el conteníu d'azufre del gasóil en sulfuru d'hidróxenu (H2S) y esti gas unviar a una unidá d'absorción de aminas. Nella, el H2S llavar a la DEA nun absorbedor. El gas llavao unviar a la rede de gas combustible de la refinería, la DEA cargada de H2S tratar con un rexenerador: ellí se destila y el H2S recuperar na cabeza de la columna. Unviar a una "planta d'azufre", basada nel procesu de Claus pa producir azufre líquido. L'endurecimientu de la llexislación sobre les emisiones a l'atmósfera obliga a la instalación d'un procesamientu adicional nes plantes d'azufre, el TGT (tratamientu de gas de cola), lo qu'amplía entá más la conversión de H2S y ameyora la calidá de les emisiones.
La destilación al vaciu
No fondero de la columna de destilación atmosférica queda una borrafa que'l so puntu inicial ye de 380 ° C (dacuando la PI ta ente 390-400 ° C). Como se dixo de primeres, ente que l'oxetivu de refináu dirixir al tresformamientu, por diversu métodos, de los componentes de los hidrocarburos de cadena llarga en componentes de cadenes curties que contengan un númberu de carbonos, si ye posible, d'alredor de C8-C10 . Ye asina pa llograr el máximu de fracciones llixeres que tienen valores comerciales altos.
N'Estaos Xuníos, la mayoría de les refineríes tienen esti oxetivu, fabricar el máximu de gasolina y Jet A1, una y bones les necesidaes del mercáu estauxunidense d'estos dos productos son enormes.
Asina, la destilación al vaciu ye un primer pasu que tiende a avanzar escontra esti oxetivu.
La borrafa atmosférica únviase como material d'alimentación a la entrada de la columna de vacíu. Ello ye que tolos componentes de los hidrocarburos que nun pueden ser estrayíos na columna atmosférica ensin sufrir el fenómenu del craqueo térmicu, por cuenta del so bien altu puntu de ebullición a presión atmosférica, equí se destilan so un vacíu relativu. La columna de vacíu entiende solamente de 8 a 20 bandexes o empaquetadores (o una alternanza de los dos), operando a una presión del orde de 40 mm de Hg (mercuriu) (la presión atmosférica ye igual a 760 mm y Hg).
Ellí la vaporización del material d'alimentación vese favorecida pola inyeición de vapor y créase el vacíu usando una serie de eyectores de vapor.
Asina pueden estrayese a la salida de la columna de vacíu:
- Gasóil baxo vacíu *
Destilado llixeru baxu vacíu * Destilado pesáu baxu vacíu, * Borrafa baxa vacíu.
Les dos primeres fracciones pueden utilizase como suplementos en dellos amiestos de productos acabaos, y tamién como cargues pa una unidá de craqueo catalíticu (por casu, el FCC ( Fluyíi Catalytic Cracking )). En cuanto a la borrafa de vacíu va sirvir como carga al viscorreductor. Equí hai que señalar que tamién se puede unviar la borrafa atmosférica como carga al viscorreductor si ésti ye demasiáu mafosu.
Conversión
La alquilación
La alquilación ye un procesu que sintetiza les parafines ramificaes a partir del isobutano (C4H10) y d'olefinas llixeres (buteno: C4H8) pa llograr componentes de combustibles d'altu octanaxe. Esta operación ye lo contrario del craqueo. La reacción realizar en fase líquida en presencia d'un catalizador que puede ser ácidu sulfúrico ( H2SO4) o acedu fluorhídrico (HF). El compuestu resultante conozse como alquilato (trimetilpentano) na xíriga del petroleu y qu'entra na composición de les gasolines.
La isomerización
La isomerización ye una operación que tresforma una parafina llinial en parafina isómera col fin d'aumentar el númberu de octanos. La carga d'una unidá de isomerización ye nafta llixero (C5-C6). El compuestu resultante designar col nome de isomerizado na xíriga del petroleu, y tamién entra na composición de les gasolines.
El reformáu catalíticu
El reformáu catalíticu tien como oxetivu tresformar constituyentes arumosos nafténicos en constituyentes con altu octanaxe que sirva pal amiestu en gasolines.
La unidá de reformáu consiste esencialmente nuna serie de tres reactores que contienen el catalizador y un fraccionador pa la separación de los distintos productos a la salida de los reactores. Esti catalizador ye bien sensible a la presencia de compuestos d'azufre y nitróxenu, asina'l material d'alimentación de reformáu ten de tar llibre d'azufre y de nitróxenu y los sos derivaos.
La reacción trescurre a baxa presión (<10 bar) y una temperatura elevao del orde de 550 °C[1] cola producción d'hidróxenu a partir de molécules nafténicas. Esta ye una reacción endotérmica. Ello ye que los enllaces nes molécules d'hidróxenu nafténicos ábrense y la lliberación y estes molécules da llugar a molécules arumoses principalmente bencenu. El bencenu ye un hidrocarburu arumosu que la so molécula tien forma hexagonal con 3 dobles enllaces y que la so fórmula química ye C6H6.
.svg)
Nesta unidá llógrase bencenu por deshidrogenación parcial de ciclohexano ( C6 H12). (Al llau la representación de la reacción de deshidrogenación polo xeneral nos reactores en presencia d'un catalizador.
La carga de la unidá puede venir de delles unidaes tales como naftes pesaes de la destilación atmosférica dempués de pasar hidrotratamiento o bien del hidrocraqueo.
A la salida del fraccionador apaecen los siguientes productos:
- Hidróxenu
- Gas combustible *
- Fraición propanu / butanu
- Fraición pentano
- Reformato, qu'entra na composición de les gasolines
L'hidróxenu utilizar pa hidrotratamiento y pa hidrodesulfuración, el gas combustible unviar a la rede de gas combustible, la fraición C3 / C4 únviase como carga a la planta de gas, la fraición pentano, y el reformáu unviar al almacenamientu como base pa los amiestos de carburante.
Craqueo catalíticu en llechu fluyíu
El craqueo catalíticu en llechu fluyíu ye un procesu de refináu que ta diseñáu pa tresformar, en presencia d'un catalizador, les fracciones d'hidrocarburos de cadena llarga y pesaes en fracciones llixeres llistes pa ser utilizaes na fabricación de combustible. Como siempres, l'oxetivu ye'l llogru de productos d'altu valor de mercáu.
En presencia d'un catalizador, a alta temperatura (450 - 550 ° C) y a la presión atmosférica, ruémpense les molécules grandes de los hidrocarburos en molécules más pequeñes que tienen un altu índiz de octano.
Los primeros catalizadores taben constituyíos por xil-alúmina que'l so calter acedu activa la frayatu del enllaz ente los átomos de carbonu. Estos catalizadores ameyoráronse cola incorporación de cribos moleculares y de tierres rares. Asina, les operaciones de craqueo pueden llevase a cabu a una temperatura inferior a la presión normal. Los depósitos de coque son un problema téunicu importante, yá que riquen la rexeneración constante del catalizador.
El procesu industrial más utilizáu, vien de los Estaos Xuníos, ye la FCC ( Fluyíi Catalytic Cracking 1 ). Basar nel usu d'un llechu fluyíu como catalizador. El catalizador, que tien un tamañu de partícula d'aproximao 50 micres, asitiar en suspensión na carga, que, dempués del precalentamiento, inyectar nel reactor en forma gaseosa.
El efluente, lliberáu de les unidaes de catalizador per mediu d'un "ciclón" unviar a la columna de fraccionamiento. Equí, por esti métodu, el catalizador flúi de manera continua, escontra'l rexenerador nel que se insufla l'aire de combustión, que depués vuelve al reactor. Por esta razón ye llamáu Fluyíi Catalytic Cracking
Les cargues qu'alimenten la FCC vienen de la destilación al vaciu, son los destilados llixeros y pesaos de vacíu. Tres el pasu de les cargues nos reactores tolos productos pasen por un fraccionador y a la entrada y a la salida pueden recoyese los siguientes productos:
- El gas combustible que se dirixe a la rede de gas combustible, *
La fraición C3 / C4 a tratar na planta de gas, esta seición contién una gran cantidá d'olefinas tales como los butenos.
- La gasolina total de FCC que, dempués de la desulfuración, va utilizar na fabricación de los combustibles, *
El gasóil llixero de FCC que va ser utilizáu pa la fabricación de diésel p'automóviles o combustible pa calefacción, * Diésel pesáu de FCC que s'utiliza na fabricación de fueloil.
(1) Nome comercial , poro, non traducible n'español
A partir de los gases craqueados que contienen una gran cantidá d'olefinas, puédese, por alquilación (polimerización), realizar la síntesis de gasolines d'altu octanaxe.
Hidrocraqueo
El hidrocraqueo ye un procedimientu pa convertir los destilados de petroleu pesáu en fracciones llixeros d'altu valor de mercáu. Esti métodu implementar so una alta temperatura del orde de 250 = 450 ° C y una fuerte presión d'hidróxenu (ente 50 y 150 bar) en presencia d'un catalizador nun llechu fixu.
A esta temperatura, se craquean les molécules llargues y apaecen molécules de olefinas. Pero en presencia d'hidróxenu a alta presión, la hidrogenación d'estos olefina ye parcial y tamién se formen compuestos arumosos. Los compuestos pesaos entemedios son responsables de la formación del coque. Cabo señalar tamién que con esti procesu, el consumu d'hidróxenu ye abondo grande, del orde de 200 a 700 m ³ de H 2 /m³ por carga.
El procesu industrial utilizáu más comúnmente provién de los Estaos Xuníos, ye'l hidrocraqueo de Chevron.
Les cargues utilizaes nesti procesu son destilados llixeros y pesaos al vaciu y el destilado pesáu Visbreaker.
Los efluentes de la unidá dempués del fraccionamiento son:
- el gas combustible dirixíu a la rede de gas combustible, *
la fraición C3 / C4, * nafta llixero utilizada pa los amiestos de combustible, * la nafta pesao que s'utiliza como material de carga pal reformador, * el querosenu pal amiestu kero,
- el gasóil pal amiestu de combustible diésel, *
la borrafa pal amiestu de fueloil
Diferencies ente'l craqueo catalíticu en llechu fluyíu y el hidrocraqueo.
El craqueo catalíticu en llechu fluyíu esanicia'l carbonu de la carga craqueada y da principalmente gasolina y olefinas (propileno, butileno), interesantes pa la industria químico.
El hidrocraqueo añade hidróxenu a la carga craqueada mientres s'esanicia l'azufre y da principalmente diésel para motores diésel y querosenu p'aviones.
El hidrocraqueo produz gases d'efeutu ivernaderu indireutamente mientres la producción d'hidróxenu a partir de gas natural nuna Steam Methane Reforming. El craqueo catalíticu en llechu fluyíu emite gases d'efeutu ivernaderu mientres la rexeneración del catalizador por aciu combustión del coque depositáu sobre'l mesmu.
El craqueo catalíticu en llechu fluyíu utiliza un catalizador nun llechu circulante ente que el hidrocraqueo realizar nun llechu fixu.
El hidrocraqueo tien de ser deteníu p'anovar el catalizador a diferencia del craqueo catalíticu en llechu fluyíu.
A diferencia del hidrocraqueo, la manera d'usu d'un catalizador de llechu fluyíu nel Craqueo catalíticu dexa refaer el catalizador y dexa al craqueo catalíticu en llechu fluyíu faer una conversión fonda y una valorización de les borrafes atmosfériques, nome dau a los vapores del fondu de la torre de destilación atmosférica.
|
Partes
1-Chimenea: conductu pol cual déxase la salida a l'atmósfera llibre de gases resultantes d'una combustión.
2-Tanque de Gasolina refinao: ye'l tanque usáu pa guardar y/o caltener la Gasolina o gasoil refináu.
3-Columna de fraccionamiento: estructura de metal que dexa realizar la destilación fraccionada.
4-Tanque de Diésel refináu: ye'l tanque usáu pa guardar y/o caltener el Diésel refináu.
5-Condensadores: son utilizaos pa esfrecer.
6-Ventiladores de tiru: la so función ye caltener la presión de la chimenea dientro d'una estrecha banda en redol al puntu de conseña p'asegurar una combustión satisfactoria según una operación segura.
7-Torre removedor de polvu: por cómo diz el so nome la so función ye nun dexar que'l polvu almacénese.
8-Precalentador: sirve pa precalentar los fluyíos o gases qu'estos son comúnmente precalentados n'etapes, en llugar de tratar de calecer una sola etapa dende l'ambiente hasta la temperatura final. El precalentamiento n'etapes amonta la eficiencia de la planta y embrive el choque térmicu de los componentes.
9-Torre recoyedora de gas: la so función ye absorber los gases.
10-Tanque de llavadura:
La so función ye:
-Midida de fondu.
-Midida de vacíu.
-Midida d'agua.
-Midida de temperatura.
Impautos ambientales d'una refinería
Los impautos ambientales d'una destilería de petroleu son la resultancia, principalmente, de les emisiones gaseoses, descargues de efluentes, refugayes sólides, ruiu y golor amás d'efectos visuales o estéticos.
Les emisiones gaseoses constitúin los impautos ambientales más difíciles de controlar y tán constituyíes por partícules, hidrocarburos gaseosos, monóxidu de carbonu, compuestos d'azufre (SOx) y compuestos de nitróxenu (Nox). Estes emanaciones nocives pueden afectar a les árees vecines a la refinería.
Los efluentes líquidos de les refineríes son conducíos a plantes de tratamientu d'agües residuales: aceites, grases, amoniacu, compuestos fenólicos, sulfuros, ácidos orgánicos, cromu y otros metales. Estos contaminantes tán espresaos en términos del so demanda biolóxica d'osíxenu (DBO5), demanda química d'osíxenu (DQO) y el Carbonu orgánico total (COT).
Les refineríes xeneren grandes cantidaes de borrafes sólides; los principales son los catalizadores gastaos, los finos de coque, los sulfuros de fierro, los medios filtrantes, y les distintes folles (de la llimpieza de los tanques, separadores d'aceite y agua y sistemes de tratamientu de les agües sirvíes).
El fuerte ruiu ye carauterísticu de la operación de destilería. Les fontes de ruiu son los equipos mecánicos d'alta velocidá, les válvules de control, los sistemes de tubería, turbinas y motores, mecheros, intercambiadores de calor con enfriamientu por aire, ventiladores y torres d'enfriamientu.
Referencies
Enllaces esternos
| Control d'autoridaes |
|
|---|
Datos: Q12353044
Multimedia: Oil refineries