Hidrocarburos buenoooo

8/9/2019 Hidrocarburos buenoooo

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Contenidos Didcticos

Hidrocarburos


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INDICE-------------------------------------------------------------------------------------------

1 CARACTERSTICAS.........................................................................................................................1.1 Tipos de Hidrocarburos.................................................................................................................

1.1.1 Familias Qumicas de Hidrocarburos.....................................................................................1.1.2 Compuestos Sulfurados..........................................................................................................1.2 Propiedades de los Hidrocarburos...............................................................................................1

1.2.1 Factor de Caracterizacin......................................................................................................11.2.2 Tensin de Vapor ...................................................................................................................1.2.3 Propiedades Crticas..............................................................................................................11.2.4 Densidad .................................................................................................................................1.2.5 Propiedades Trmicas...........................................................................................................11.2.6 Viscosidad .............................................................................................................................1.2.7 Punto de Congelamiento.......................................................................................................21.2.8 Solubilidad.............................................................................................................................1.2.9 Acidez....................................................................................................................................1.2.10 Punto de Inflamacin...........................................................................................................1.2.11 Nmero de Octano ...............................................................................................................1.2.12 Nmero de Cetano ...............................................................................................................

2 PRODUCCIN Y REFINACIN......................................................................................................2.1 Exploracin y Explotacin ............................................................................................................

2.1.1 Exploracin............................................................................................................................2.1.2 Sistemas de Produccin........................................................................................................22.1.3 Tecnologas de Produccin...................................................................................................32.1.4 Prospeccin-Desarrollo-Explotacin ...................................................................................32.1.5 Servicios Auxiliares ...............................................................................................................

2.2 Transporte de Hidrocarburos .......................................................................................................32.2.1 Oleoductos y Gaseoductos...................................................................................................32.2.2 Transporte por mar ................................................................................................................ 32.2.3 Carga y Descarga de buques................................................................................................3

2.3 Refinacin.....................................................................................................................................2.3.1 Principales Procesos de Refinacin.....................................................................................362.3.2 Procesos.................................................................................................................................2.3.3 Esquemas de fabricacin......................................................................................................42.3.4 Diagramas Refineras.............................................................................................................2.3.5 Fabricacin de Lubricantes...................................................................................................42.3.6 Plantas de Gas........................................................................................................................2.3.7 Procesos de la Industria Petroqumica ................................................................................54


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1 CARACTERSTICAS

1.1 Tipos de Hidrocarburos

El petrleo crudo y las fracciones que provienen de l estn conformados de molculasdenominadas hidrocarburos y por una combinacin de tomos de carbono tetravalentes contomos de hidrgeno monovalentes. Pero en el petrleo crudo no existen determinados tiposde estructuras moleculares; mientras que otras como las formas olefnicas inestables, se se haformado, se transforman de manera total e ntegra, en molculas estables en los propiosyacimientos durante el transcurso de los siglos.

Mediante la realizacin de distintos tratamientos sobre el petrleo crudo, el refinador puedehacer reaparecer estas combinaciones moleculares inexistentes.

Por otro lado, el petrleo crudo contiene, azufre, oxgeno y nitrgeno bajo la forma decompuestos tales como sulfuro de hidrgeno, mercaptanos R-SH, disulfuros y polisulfuros (R-S-S-R)n, cidos naftnicos, etc.

Finalmente, y no obstante una decantacin prolongada, se observan en el petrleo crudosedimentos y agua salada, provenientes del yacimiento o del transporte en buques petroleros.

1.1.1 Familias Qumicas de Hidrocarburos

Dada la tetravalencia del tomo de carbono y de la monovalencia del hidrgeno, las distintasposibilidades de combinacin de estos tomos pueden clasificarse segn dos reglas generales:adicin de los tomos de carbono en cadenas o en ciclos y con saturacin, o no.

Hidrocarburos alifticos.

A. Saturados : Parafnicos de frmula general CnH2n+2.

- Cadena recta nica: parafnicos normal

Frmula Desarrollada:

Nomenclatura: terminacin en ano.

El metano, CH4, primero de la serie, el etano, el propano y el n-butano son gaseosos atemperatura ambiente; del n-pentano al n-cetano, C16, son lquidos; las molculas para fnicasnormales de peso molecular superior son slidas y constituyen la parafina. Todos estoshidrocarburos se encuentran en el petrleo crudo.

- Cadena ramificada: isoparafinas


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Son formas ismeras de los hidrocarburos parafnicos normales, es decir, que con el mismonmero de tomos de carbono, tienen igual peso molecular. Se los diferencia de los anterioresutilizando el prefijo iso ano.

Frmula desarrollada del isobutano: C4H10

El isooctanto elegido como carburante patrn en la definicin del nmero de octano es el 2.2.4trimetilpentano:

La isomerizacin no es posible ms que para las combinaciones en la cual intervienen cuatrotomos de carbono o ms. Cuanto mayor es el nmero de tomos de carbono, mayor es el deismeros posibles.

Los ismeros de cadena recta o ramificada tienen propiedades fsicas bastante prximas:densidad, punto de ebullicin e ndice de refraccin

B. No Saturados : : olefnicos o eilnicos

Segn el nmero de dobles enlaces, la frmula de estas molculas ser: CnH2n, CnH2n_2,CnH2n_4, etc. Los carbonos se disponen en cadena recta o ramificada. Estos hidrocarburosolefnicos no se encuentran en el petrleo crudo.

- Cadena recta:

1 doble enlace: olefinas normales: CnH2n

Nomenclatura: terminacin eno

Los dos primeros hidrocarburos de la serie son el etileno y el propeno o propileno.


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y

Para los hidrocarburos superiors de la serie, es necesario precisar, en su denominacin, laposicin de doble enlace.

2 dobles enlaces: diolefinas: CnH2n_2

Los butadienos son conocidos debido a que uno de ellos se utiliza como materia prima en lafabricacin del caucho sinttico.


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Un triple enlace: acetilnicos:

- Cadena ramificada:

Son todos los hidrocarburos ismeros de los precedentes:

1 dobles enlace: isoolefinas

Nomenclatura: isoeno

2 dobles enlaces: disoolefinas

Nomenclatura: isodieno

Hidrocarburos cclicos

El ciclo, o ncleo, puede estar constituido por un nmero cualquiera de tomos de carbono. Noobstante es ms frecuente que contenga seis carbonos, por corresponder a los 109 del ngulonormal de unin de los tomos de carbono.

A. Saturados: Naftenos de frmula general CnH2n

Son ismeros de los hidrocarburos olefnicos. Su denominacin es la misma de los parafnicos,procedida del prefijo ciclo. Existen el ciclopropano, el ciclobutano, el ciclopentano y elciclohexano,d e frmula C6H12. La condensacin de dos ncleos cualesquiera da unhidrocarburo complejo saturado y pesado.


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B. No saturados

Teniendo en cuenta slo el ciclo de seis tomos de carbono, la instauracin puede darse entres formas: simple, doble o triple, ya que en este ncleo resulta imposible que se den dosdobles enlaces consecutivos.

1 doble enlace: cicloolefnicos, como el ciclohexeno;2 dobles enlaces: ciclodiolefnicos, como el ciclohexadieno;

3 dobles enlaces: bencnicos o aromticos.

Esta ltima estructura cclica no saturada responde a una forma estable de la molcula, motivopor la que es mucho ms frecuente que las dos anteriores. Los hidrocarburos bencnicos seencuentran en los petrleos crudos en proporciones variables; los crudos de Borneo y Sumatraposeen una naturaleza aromtica muy pronunciada. Por otro lado, ciertos catalizadorespermiten obtener formas bencnicas atractivas por su propiedad antidetonante.


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Hidrocarburos mixtos

Las familias precedentes pueden calificarse de puras. Las reacciones de sustitucin admiten suunin para dar lugar a una molcula hbrida que presenta caracteres comunes a las mismas.Tanto los ciclos como las cadenas parafnicas pueden sustituirse unos con otros. Laspropiedades de la molcula mixta es funcin de la importancia relativa de los ncleos y de lascadenas en la estructura.

La denominacin considera el elemento predominante de la molcula; en el caso del ciclo, seantepone a su nombre, el del radical parafnico sustituido; en el de la cadena sustituida por unsolo ncleo bencnico, se precede de fenil.

Nombres de radicales usualmente utilizados:

!

!

"#!" !

$!"#!" !

%& !

' ( ) !

* ) !

La sustitucin de un hidrgeno por una cadena recta en un ncleo bencnico da unhidrocarburo mixto que se llamado a veces, alquil-aril.

Las combinaciones por sustitucin permiten construir una infinidad de molculas mixtas,

relativamente complejas. Estas molculas son muy abundantes en los petrleos crudos;asimismo podra afirmarse que ellas constituyen las fracciones pesadas: gasoil, fueloil y corteslubricantes; asegurando adems la continuidad de propiedades entre los ciclos y las cadenas.

1.1.2 Compuestos SulfuradosAdems de su posibilidad de existencia en estado libre, el azufre interviene, formandomolculas relativamente complejas, en la composicin de los petrleos crudos. Por otro lado,los diversos tratamientos de refinacin tambin pueden modificar la distribucin y la naturalezade los componentes sulfurados. En general, se reconocen cuatro grandes clases:

1- Compuestos cidos malolientesEl primero de la serie es el sulfuro de hidrgeno H2S. Luego vienen los mercaptanos, defrmula general R-SH:Metilmercaptano: CH3-S-H


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Bencilmercaptano: C6H5-S-H

2- Sulfuros, disulfuros y polisulfuros Son neutros pero inestables en caliente, se descomponen para volver a dar los compuestos delprimer grupo:Sulfuro: R-S-RDisulfuro: R-S-S-R

3- Sulfuros cclicos

Estos compuestos son neutros pero estables en caliente

4- Compuestos oxigenados

Tienen estructuras muy variables, dada la intervencin del azufre con una valencia superior ados. Es factible localizarlos en las fracciones pesadas del petrleo crudo, usualmente comotrazas; no obstante el tratamiento con cido sulfrico de ciertas fracciones medias transformalos compuestos de los grupos anteriores en compuestos oxigenados complejos; siendoeliminados en forma de alquitranes cidos:


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El contenido en azufre de los crudos es muy variable. Los crudos argentinos tienen muy bajoscontenidos de azufre, lo que los convierte en crudos de excelente calidad.

En los crudos con alto contenido de azufre implica que aproximadamente la mitad de lasmolculas del crudo estn combinadas con aquel.

Tambin algunos yacimientos de gas natural son muy ricos en azufre: 15 a 17%, pero la mayorparte de ste se encuentra bajo forma de sulfuro de hidrgeno; el cual puede separarse conbastante facilidad de la fraccin hidrocarburada propiamente dicha.

1.2 Propiedades de los Hidrocarburos

La mayor parte de los productos de origen petrolfero son mezclas ms o menos sencillas en elcaso de los gases, pero muy complejas al tratarse de fracciones lquidas. Adems, losproductos comerciales, los cuales deben responder a determinadas especificaciones, songeneralmente mezclas de fracciones complejas: naftas, carburantes para reactores, fueloils yaceites

Las principales caractersticas son:

A- Tensin de vapor de los hidrocarburos puros, de las fracciones del petrleo y de susmezclas.

B- Propiedades crticas. Temperatura y presin crticas.

C- Densidad

D- Propiedades trmicas: calor especfico; coeficiente de compresin adiabtica; calorlatente de vaporizacin; entalpa y conductividad trmica.

E- Viscosidad

F- Potencia calorfica o poder calorfico

G- Nmero de octano

H- Indice de cetano


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I- Puntos de congelacin

J- Lmites de explosividad y punto de inflamacin

K- Tensin superficial

L- Solubilidad de los hidrocarburos y de los hidrocarburos en el agua.

M- Penetracin y reblandecimiento de los asfaltos

N- Curvas de destilacin

A continuacin se detallan los principales parmetros que afectan mayormente el impactoambiental; en primer lugar resaltamos el factor de caracterizacin Kuop, usado para laclasificacin de los crudos de petrleo.

1.2.1 Factor de Caracterizacin

Para la clasificacin de los crudos, resulta til la utilizacin de un ndice como el mtododesarrollado por UOP (Universal Oil Product), el cual se basa en un factor de caracterizacin(K) segn la relacin K=TB/S donde TB es el punto de ebullicin molar promedio en gradosRanking (F absoluto) y S es el peso especfico a 60F.

Un valor K de 12.1 estar representado por un crudo de base parafnico, mientras que un valormenor de 11.5 determinar que se trata de un naftnico. Siendo los valores intermediosrepresentados por crudos mixtos.

Familias qumicas de hidrocarburos, de acuerdo al nmero de tomos de carbono.


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Nelson, Watson y Murphy de la sociedad U.O.P (Universal Oil Products) propusieron lasiguiente frmula, que determina el factor de caracterizacin K UOP :

siendo T la temperatura de ebullicin expresada en grados Rankine

Mezclas de hidrocarburos: Temperatura media ponderada

Un petrleo crudo o una fraccin de petrleo, mezclas de numerosos hidrocarburos puros,poseen caractersticas fsicas claramente definidas, como densidad, peso molecular medio,viscosidad, nmero de octano, etc, posibles de conocer por un anlisis de laboratorio.

Unicamente la densidad es accesible, ya sea por medio del laboratorio o bien ponderando lasdensidades de los constituyentes segn la ley:

Los crudos se pueden clasificar segn lo sealado anteriormente en:

De acuerdo a esta clasificacin los crudos nacionales mayormente presentan valores de factorKuop que los ubican como mezclas de hidrocarburos con ciclos y cadenas equivalentes.

El siguiente cuadro resume los valores de factor Kuop para crudo considerado:


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1.2.2 Tensin de Vapor

La tensin de vapor mide la tendencia de las molculas a dispersarse de una fase lquida paragenerar una fase vapor en equilibrio termodinmico. Es una funcin creciente de la temperaturay especfica de cada cuerpo puro. Esta caracterstica es muy significativa ya que de unamanera indirecta indica el contenido en productos livianos que determinan la seguridad duranteel transporte; las prdidas en el almacenamiento, en el transporte y la volatilidad de las naftas.

Representa el factor clave en la emisin de compuestos Voltiles, COV.

Adems, los elementos voltiles benefician el arranque del motor en fro durante el invierno,pero podran provocar la formacin de escarcha en el carburador como resultado de lahumedad atmosfrica, mientras el motor logra su temperatura de rgimen. Dicho inconvenientese soluciona limitando la presin de vapor y adicionando aditivos antiescarcha a la nafta.Igualmente, en verano, una exagerada proporcin de hidrocarburos livianos puede generar laparada del motor por formacin de una bolsa de vapor o vapor lock

En pocas clidas y especficamente en la montaa, la elevacin de temperatura y la

disminucin de presin favorecen la vaporizacin de la nafta en el conducto de aspiracinlocalizado entre la bomba y el depsito. Se ha registrado que el desprendimiento de gasespuede iniciarse en el depsito y llegar a ser muy importante junto a la bomba, que puededescebarse. El motor se detiene y se debe esperar a que el enfriamiento sea suficiente paravolver a ponerlo en marcha.

Se considera la conveniencia de no sobrepasar los mximos siguientes: 900 g/cm2 absolutospara una temperatura ambiente de 15C, y 350 g/cm2 absolutos para 50C. Estas cifras justifican los valores de la especificacin para el invierno y para el verano.

Las especificaciones de las naftas ubican la presin de vapor en un rango entre 800 g/cm2 absolutos en invierno y 650 g/cm2 absolutos en verano.

En termodinmica, la ecuacin de Clapeyron aplicada a un gas perfecto se escribe:

) +!)+

P, esla presin del gas saturado o la tensin de calor del lquido;

r, elcalor de vaporizacin molecular;

R, laconstante de los gases perfectos;

T, la temperatura absolutaK

Laintegracin de esta ecuacin diferencial conduce a:

Esta ecuacin seala la posibilidad de obtener una representacin lineal de la tensin de vapor

utilizando una escala logartmica de presin en ordenadas y una escala hiperblica detemperatura en abscisas


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Ha sido establecida esta representacin universal para los hidrocarburos parafnicos K=12cuyas curvas de tensin de vapor se encuentran limitadas por los puntos crticos.

La frmula propuesta por Maxwell para hidrocarburos con Kuop diferente de 12 es:

Muestra que, en el caso ms desfavorable, la correccin de temperatura que afecta a losparafnicos no es superior a 10C para K = 10 y P2 /P1 = 10.000

Diverso diagramas si bien permiten la estimacin aproximada de las tensiones de vapor de loshidrocarburos puros, encuentran mayormente su justificacin al tratar de convertir una curvade destilacin T.P.B a vaco, en curva atmosfrica, as como en los desplazamientos de lascurvas de vaporizacin en funcin de la presin.

Fracciones del Petrleo

La tensin de vapor de una fraccin del petrleo puede medirse como la de un cuerpo puro. Elestudio de los equilibrios lquido-vapor determina la tensin de vapor en una mezcla complejacomo la presin de burbuja de dicha mezcla a una temperatura dada. Esta tendencia de lasmolculas es medida al escaparse por un ensayo ms sensible, que arroja la presin de vaporReid o P.V.R. El valor de la P.V.R a 37.8C (100F) es la suma de la tensin de vapor parcialde los hidrocarburos y de la presin parcial del aire. Dado que el volumen de la cmara de airese encuentra normalizado, es factible establecer una correlacin entre la presin de vapor Reidy la presin de vapor verdadera de la mezcla

1.2.3 Propiedades Crticas

La temperatura y la presin crticas son caractersticas fsicas de los hidrocarburos. Estosparmetros determinan el punto lmite superior de la curva de tensin de vapor ms all delcual no se advierte el cambio de fase; este punto crtico corresponde a la identidad perfecta delas propiedades del lquido y del vapor: densidad, ndice de refraccin, etc. Particularmente, elcalor de vaporizacin se hace nulo en dicho punto.

1.2.4 Densidad

La densidad es la relacin entre el peso de un determinado volumen de muestra a unatemperatura t y el peso del mismo volumen de agua a una temperatura determinada.

Los americanos para medir la densidad utilizan el grado A.P.I., definido como una funcinhiperblica de la densidad.

Esta unidad corresponde al antiguo grado Baum, an utilizado para caracterizar laconcentracin en cido de soluciones acuosas:

Los coeficientes 141,5 y 131,5 de la frmula del grado A.P.I han sido introducidos paracompensar el error de calibrado de los primeros aremetros utilizados, que estaban graduadosen escala Baum.


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Para los gases o vapores la masa especfica se expresa en kg/m3, o la densidad relativa al aire.

Dado que la masa especfica es muy sensible a la temperatura y a la presin, se ha elegido unestado de referencia, determinado por t = 0 C y p = 1 atm, para el que todos los moles-kilogramo ocupan sensiblemente el mismo volumen: 22,4 m3. La masa especfica ms se calculapor:

En el sistema anglosajn, la frmula se convierte en :

Los mtodos que se utilizan para el clculo de la variacin de la masa especfica gaseosa enfuncin de la presin y la temperatura son similares, sea que se trate de un hidrocarburo puro ode una mezcla.

Todos requieren tener en cuenta la ecuacin de estado que relacione los tres parmetros:presin, volumen y temperatura; de aqu la utilizacin de la expresin: ecuacin P.V.T.

1.2.5 Propiedades Trmicas

Calor especfico

Es la cantidad de calor que se requiere aplicar a la unidad de peso para aumentar sutemperatura en un grado. La unidad de calor especfico es la misma en los sistemas mtrico yangosajn.

Industrialmente, se utiliza como unidad de peso el kilogramo, la tonelada o la libra. En estascircunstancias, tenemos:

Excepto que se especifique lo contrario y con la finalidad de simplificacin, el trmino calorasignificar siempre Kcal.

El calor especfico en estado lquido es una funcin prcticamente lineal de la temperatura,excepto para los hidrocarburos ligeros (C5-). Depende asimismo de la densidad y de lanaturaleza qumica de los hidrocarburos existentes en las fracciones, lo que se tiene presenteempleando una curva de correccin en funcin del factor de caracterizacin.

El calor especfico a presin constante en estado vapor es funcin de las mismas variables;dependiendo adems de manera muy sensible, de la presin.

Coeficiente de compresin adiabtica

La compresin o la expansin adiabtica de los gases se efecta segn la ley:


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En el caso de los gases perfectos, conduce a la siguiente relacin entre P y T:

En estas expresiones interviene el coeficiente Y, que es igual al cociente de los caloresespecficos a presin constante Cp y a volumen constante Cv. El coeficiente Y ser empleadoen la compresin de los hidrocarburos ligeros con miras a su licuefaccin parcial, comoproceso previo al fraccionamiento de gases, as como en la expansin o recompresin degases naturales.

Considerando los calores especficos molares Cp y Cv, tenemos:

Permitindonos calcular elcoeficiente de compresin a partir del calor especficoCp.

Conductividadtrmica

La conductividad trmicarepresenta el flujo de calor referido a la unidad de tiempo en unmediohomogneo, de superficie perpendicular a la direccin del flujo, y considerandoelgradiente de temperatura entre las superficies de entrada y salida. La unidadde conductividadtrmica prctica utilizada es la Kcal/h.m2C/m;mientras que la unidad correspondienteanglosajona es la Btu/hr. Pie2F/pie que vale 1,488 unidades mtricas.

Potenciacalorfica o poder calorfico

Lacantidad de calor liberada por la combustin de la unidad de volumen o de pesode uncombustible se denomina su poder calorfico o potencia calorfica. Elbalance trmico de lareaccin determinado para un combustible tomado a 15C ylos productos de la combustingaseosos a dicha temperatura, arroja la potenciacalorfica inferior I, mientras que, si secondensa el vapor de agua en loshumos a 15C, se alcanza la potencia calorfica superior P.La diferencia entreestos valores significa el calor de condensacin del agua a 15C, que es:588Kcal por Kg de agua, o bien 473 Kcal por m3de vapor de agua a 0C, o447 Kcal/m3de vaporde agua a 15C. Usualmente se considera elestado de referencia a 15C (60F) conpreferencia a 0C, por concordarsensiblemente con la temperatura ambiente.

Combustiblesgaseosos

Losgases del petrleo se componen, nicamente de hidrocarburos parafnicos yolefnicos.Teniendo en cuenta una mezcla gaseosa que se caracteriza por su pesomolecular medio M,las siguientes frmulas determinan los valores de laspotencias calorficas P e I en funcin de Mpara las fracciones parafnica yolefnica.

-Parafinas : P = 0,5 M + 1,57 th/m3 gaseoso a 0C

I = 0,47 M + 1,03 th/m3gaseoso a0C

-Olefinas : P = 0,496 M + 1,10 th/m3gaseoso a 0C

I = 0, 463 M + 1,04 th/m3gaseoso a 0C


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Combustibleslquidos

Lapotencia calorfica de los combustibles, expresada usualmente en Kcal/Kg, esfuncin de ladensidad y del factor de caracterizacin del producto o msprecisamente del coeficiente H/Cque condiciona a la ecuacin estequiomtrica dela combustin.

La presencia de azufre y de impurezaspueden modificar de manera moderada las potenciascalorficas superiores y elcoeficiente H/C (las cuales permiten el clculo de la potenciacalorficainferior), pero usualmente los combustibles gaseosos o lquidos poseencantidadessuficientemente pequeas de dichas sustancias, permitiendo serdespreciadas; en casocontrario, sera favorable aadir el calor de combustindel azufre P = 2.250 Kcal/Kg.

Punto de ebullicin

Estese define como la temperatura a la cual un lquido puro, pasa al estado de vapora unapresin preestablecida en cualquier punto de su masa lquida. Para todaslas series dehidrocarburos homlogos, el punto de ebullicin se incrementa conel nmero de tomos decarbono que conforman la molcula.

Generalmente, los aromticosposeen puntos de ebullicin ms altos que los correspondientesnaftnicos oparafnicos. En el caso de mezclas, a presin constante, existe un rangodetemperaturas en el cual el vapor y el lquido coexisten en equilibrio. En esterango el lmiteinferior es la temperatura de burbuja y el superior la deroco.

Estas temperaturas no sedeben confundir con el punto inicial y final de ebullicin deunadestilacin.

Las fracciones que seobtienen en el procesamiento del crudo estn dadas por el rango deebullicin yla presin de vapor del producto.

Fracciones con temperaturasde ebullicin por debajo de los 200C, se usan como combustiblesde motores a ignicin por bujas y se encuentranagrupadas en las denominadas naftas.

En las mismas, no se admitenelevadas cantidades de hidrocarburos de alta volatilidad y los dealto punto deebullicin conllevan dificultades en la distribucin de la mezcla en loscilindros. Lafraccin de ebullicin comprendida ente los 180 y 300C cumplerequerimientos de iluminaciny es designada como Kerosene. En stos, no seadmiten hidrocarburos de alta volatilidad pormotivos de seguridad; los de pesomolecular superior producen llamas humeantes, mientrasque los hidrocarburos dealtas viscosidades imposibilitan un flujo regular a travs de las mechasde losartefactos.

Desdeel punto de vista de la estabilidad trmica y el mejor poder antidetonante, losaromticosson deseables en las naftas, no obstante un elevado contenido destos en el Keroseneproduce llamas con holln.

ElKerosene no debe poseer tendencia a la formacin de holln, humo o cenizas alser utilizadocomo combustible para turbinas de aviacin.

Lafraccin comprendida entre los 270 y 350C es la denominada gas oil, la cualresultaadecuada como combustible de ignicin por compresin (Diesel).

Ensta es elemental la estabilidad trmica de los hidrocarburos, dado que en losmotores dieselel gas oil se enciende por la elevada temperatura que se generapor la compresin. Por otrolado, los parafnicos existentes en este rango deebullicin, se solidifican a temperaturaambiente provocando taponamientos.

Laviscosidad de esta fraccin tambin es relevante, dado que el combustible esatomizadodentro del cilindro, una alta viscosidad genera mala atomizacin y conello un encendido


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defectuoso, mientras que si es demasiado baja, produce goteoadems de incrementar eldesgaste en el equipo inyector.

Lafraccin restante del petrleo (>350C) es denominada residuo largo ypuede ser:parafnico: si predomina en su composicin este tipo dehidrocarburos, o asfltico: sipredominan los naftnicos o aromticos.

Losparafnicos preferentemente isoparafnicos son aconsejables para la obtencin deaceiteslubricantes.

BASE DE LANE YGARTON

Esta clasificacin consisteen un sistema binario que define las denominadas llaves, obtenidasde ladestilacin del petrleo crudo por el mtodo del Bureau of Mines. Es consideradafraccinllave liviana a la que destila entre 250 y 275C a presinatmosfrica y como fraccin llavepesada a la que destila entre 275 y 300C a40 mm de presin. Cada una de estas fraccionestiene asocida una densidad que lebrinda a este sistema de clasificacin (basado en estapropiedad comocaracterstica) una determinada tendencia del tipo qumico preponderante.

Descripcin de la base deLane y Garton de los crudos nacionales considerados:

1.2.6 Viscosidad

Es una magnitud fsica que mide la resistencia interna al flujo de un fluido, resistencia productodel frotamiento de las molculas que se deslizan unas contra otras. La inversa de la viscosidades la fluidez.

La viscosidad es un parmetro que influye en la potencial emisin de contaminantes dado quees una determinante en las condiciones de la combustin.

Adems resulta importante para definir las posibilidades de bombeo de los productos y el tipode rgimen de los caos.

En los fueloils es el parmetro que se sigue en la clasificacin de los productos pesados.

La viscosidad es una especificacin de primer orden en los aceites lubricantes, ya quecondiciona las cualidades requeridas para la lubricacin.

Existen tablas que reflejan la viscosidad de los distintos hidrocarburos puros, lquidos, vapor yde fracciones del petrleo, estando en este ltimo caso en estrecha relacin con el peso

molecular y la estructura qumica.


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La magnitud de la viscosidad depende de la conformacin qumica del crudo, de manera que amayor proporcin de fracciones ligeras, menor es la viscosidad. Este valor depende adems dela temperatura ambiente, de forma que cuanto menor resulta sta, ms viscoso es un crudo.

Existen diversas unidades para definir la viscosidad, siendo las ms utilizadas las descriptas acontinuacin:

Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinmica del lquido y es medida por eltiempo en que tarda en fluir a travs de un tubo capilar a una determinada temperatura.Sus unidades son el poise o centipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prcticos.

Viscosidad cinemtica: Representa la caracterstica propia del lquido desechando lasfuerzas que genera su movimiento, obtenindose a travs del cociente entre la viscosidadabsoluta y la densidad del producto en cuestin. Su unidad es el stoke o centistoke(cm2 /seg).

Viscosidad Cinemtica (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad

Usualmente en refinera se utilizan varias unidades para referirse a la viscosidad cinemtica.Adems de centistokes existen las escalas (SSU) segundos Saybolt universal, (SSF) segundoSaybolt Furol, (RI) Segundos Redwood I y (E) grados Engler.

1.2.7 Punto de Congelamiento

Determina la temperatura a la que un lquido se solidifica.

En los hidrocarburos, este aumenta con el peso molecular, no cumplindose en todos loscasos.

En los parafnicos; se cumple en las cadenas normales mientras las cadenas isomeradasposeen puntos de congelamiento ms bajos. Por otro lado, los parafnicos isomerados de altasimetra tienen puntos de congelamiento superiores para el mismo nmero de tomos decarbono en la molcula. De manera similar ocurre con los aromticos.

Se debe distinguir entre el punto de enturbamiento (cloud-point), en el cual se forman micro-cristales, y el punto de congelacin inferior (pour point) en el que el lquido se hace pastoso yno fluye. El punto de congelacin superior es la temperatura en la cual el hidrocarburo retorna asu estado fluido al recalentar el producto luego de una prolongada solidificacin.

Este parmetro caracteriza de manera adecuada el contenido en parafinas de los aceites,constituyendo adems un factor bsico para determinar los lmites de temperatura de losbombeos de los productos en invierno.

No hay una regla general para prever el punto de congelacin a partir de parmetros clsicos,tales como la densidad, Kuop y el punto de anilina, debido que la composicin de los destiladoses muy compleja.

W.L Nelson propone estimar dicho punto, en el caso de los jet fuels y los gasoils, partiendo delfactor de caracterizacin y del punto 50% A.S.T.M.

Para los aceites, el vapor del punto de congelacin puede estimarse en funcin del factor decaracterizacin y del contenido en parafinas, segn el siguiente cuadro establecido por W.LNelson:


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Hidrocarburos

En mezclas, se utilizado el mtodo de los ndices de mezcla propuesto por Reid y Allen. Esteno se aplica ms que a las fracciones de destilacin directa. Generalmente, el punto decongelacin de una mezcla es superior al que podra calcularse por una medida volumtrica.No obstante, se pude observar una situacin inversa cuando has presentes trozos deasfaltenos en uno de los destilados o cuando uno de los constituyentes es de naturalezanaftnica.

1.2.8 Solubilidad

Los hidrocarburos son solubles entre s en todas las proporciones.

La separacin de los componentes puede llevarse a cabo con solventes polares, como eldixido de azufre, furfural y otros. En stos, los aromticos se disuelven de manera ms fcilque los parafnicos y naftnicos.

Por otro lado, los hidrocarburos de elevado peso molecular con los de inferior peso molecularson miscibles en cierto grado; determinando que la solucin se sature provocando laprecipitacin del componente de mayor peso.

1.2.9 Acidez

Este parmetro clasifica los crudos en agrios y dulces en funcin del contenido de azufre.

Los crudos que poseen contenidos de azufre superiores al 1%, son llamados agrios (soncorrosivos), mientras que los que se encuentran por debajo de dicho valor, dulces.

El azufre debe ser eliminado de los productos destilados no slo por los problemas decontaminacin atmosfrica que genera, sino porque el azufre es un veneno de loscatalizadores utilizados en la refinacin, disminuye la calidad de las naftas y se transforma enanhdrido sulfuroso por combustin, que en presencia de agua produce cido sulfrico muydiluido corroe fuertemente los tubos de escape y las chimeneas.

1.2.10 Punto de Inflamacin

Es la temperatura a partir de la cual un vapor se inflama al ser expuesto a una fuente deignicin.

El punto de inflamacin, que representa el contenido de productos ligeros de una fraccin,condiciona los riesgos de explosin eventual si la fase gaseosa de los recipientes dealmacenaje contiene una concentracin en hidrocarburos comprendida entre los lmites deexplosividad. A temperatura ambiente, son los destilados intermedios del tipo de disolventepesado o keroseno, los que determinan el mayor peligro durante el almacenaje. Los productosligeros como las naftas alcanzan una concentracin en la fase vapor que excede el lmite


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superior, mientras que los productos pesados no emiten suficientes vapores como para obtenerel lmite inferior de explosividad. La presin afecta parcialmente al vapor del lmite inferior; noobstante, su aumento tiende a disminuir apreciablemente el lmite superior, es decir, aincrementar la zona de las concentraciones explosivas.

Algunos lmites de explosividad y temperaturas de auto-inflamacin de los hidrocarburos purosy de las fracciones comerciales:

1.2.11 Nmero de Octano

Es la caracterstica fundamental de las naftas o carburantes utilizados en los motores deencendido por buja, denominados impropiamente, motores de explosin. Determina lascualidades de combustin del carburante y sus condiciones ptimas de utilizacin, estandontimamente asociada a la idea de rendimiento. El rendimiento termodinmico del ciclo delmotor de automvil o de aviacin crece al incrementarse la relacin de compresin. Noobstante, existe un lmite superior de este aumento de la relacin de compresin , ms all delcual decrece el rendimiento con aparicin de un ruido de golpeteo metlico denominadodetonacin o martilleo (Knock).

Las consecuencias de dichos golpeteos son de orden mecnico y trmico. La detonacindetermina esfuerzos anormales sobre las bielas del motor y picaduras en la cabeza del pistn.

Para un determinado motor, la detonacin es funcin de la composicin del carburante. Porello, se ha creado un mtodo que permite clasificar los carburantes en funcin de suscualidades antidetonantes en el motor de encendido por buja. El principio de todos los ensayosde clasificacin de carburantes est basado en la comparacin, en un motor patrn, delcomportamiento de la muestra a ensayar con el de una mezcla de dos hidrocarburos purostomadas como referencia.

Definicin del nmero octano


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Un carburante posee un nmero de octano igual a x si, en el motor C.F.R., genera un martilleoequivalente al observado para una mezcla de x partes, en volumen de isooctano y (100 x) deheptano.

Plomo tetraetilo

Dadas las operaciones clsicas de tratamiento de petrleos crudos en refimera, resultaimposible producir de manera econmica carburantes con un nmero de octano elevado.

En 1922, los laboratorios de la General Motors, en los Estados Unidos, descubrieron que laadicin a la nafta de pequeas dosis de determinados compuestos orgnicos y rgano-metlicos posea la virtud de inhibir la formacin de perxidos y retrasar la detonacin de loscarburantes. Luego de ensayar el pentacarbonilo de hierro, cuya produccin produce xidos dehierro abrasivos, se obtuvo finalmente el plomo tetraetilo, Pb (C2H5)4, que se adiciona a la naftaen proporciones de hasta 8/10.000 en volumen.

El plomo tetraetilo (TEL) es un lquido txico, de densidad 1.66, insoluble en el agua, con unpunto de ebullicin de 200C aproximadamente. Es aadido como una mezcla cuyo monopolio

de produccin y distribucin pertenece a la Sociedad Ethyl Fluid. Las caractersticas principalesde esta mezcla son:

La adicin de dicloruro y de dibromuro de etileno admite la eliminacin del plomo en forma dedicloruro y dibromuro de plomo voltiles con los gases de escape, pero se forma una pequeacantidad de xido de plomo, no voltil, que ocasiona varios inconvenientes, tales comodepsitos en la cmara de combustin, que puede inclusive ocasionar el autoencendido de lamezcla carburada, depsito en el escape, sobre los vstagos de las vlvulas, con riesgo debloqueo, y depsitos en las cabezas de las vlvulas que, al desprenderse, pueden alojarseentre la vlvula y su asiento generando la destruccin de aquella por martilleo. El constructorpuede solucionar dichos efectos mediante la utilizacin de por ejemplo, vlvulas giratorias conmejor refrigeracin y elaboradas con una variedad de acero de mejor comportamiento encaliente.

Por otro lado, el punto de ebullicin del plomo tetraetilo lo clasifica entre las fracciones mspesadas de la nafta, junto a las cuales se acumula.

MTBE (Metil- terbutil-eter)

Al eliminar los compuestos de plomo de las naftas, se requiere utilizar otros aditivos quepermitan alcanzar los octanajes descriptos en las especificaciones o incrementar la alquilacinde las naftas.

Ciertos compuestos oxigenados, fundamentalmente alcoholes y teres, poseen altascaractersticas antidetonantes y un largo historial de uso como aditivos de la nafta.

El metil-terbutil se cada vez ms utilizado como componente de alto octanaje para mezclar ensustitucin del plomo tetractilo.

El empleo de naftas sin plomo es impulsado por la utilizacin de catalizadores en losautomviles, con la finalidad de disminuir las emisiones de contaminantes a la atmsfera: CO,NOX e HC, dado que el plomo envenena los catalizadores dejndolos inutilizables.


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Como en otros pases de la Comunidad Econmica Europea, en Espaa a partir del 1 de enerode 1993, todos los autos a motor de encendido por chispa llevan catalizador y deben utilizarnafta sin plomo. Dicha normativa ya era obligatoria desde 1990 para automviles con motor dems de 2.000 cm3; siendo el catalizador elegido el de tres vas, dado que se considera mseficaz al controlar regularmente la composicin de los gases de escape, brindando estainformacin a la inyeccin para corregirla en las medidas adecuadas.

El catalizador de tres vas est conformado por una caja metlica que posee un bloque decermica atravesado por una multitud de canales cuyas paredes se encuentran recubiertas deradio, paladio y platino.

El paladio y el platino del catalizador oxidan, con el oxgeno de los gases de escape, elmonxido de carbono (CO) para convertirlo en dixido de carbono (CO2) y los hidrocarburossin quemar (HC), que se transforman en CO2 y vapor de agua. El radio, en cambio, realizauna reduccin de los xidos de nitrgenos, descomponindolos en nitrgeno y oxgeno.

A los vehculos ya matriculados no han sido afectados por esta normativa y no ser necesariomontar un catalizador de tres vas que, por otra parte, resultara imposible en gran cantidad de

casos.Puede suceder no obstante, que determinados usuarios de vehculos matriculados, en elmomento de entrar en vigencia esta normativa, motivados por la diferencia de precio de la naftasin plomo respecto a la nafta sper o por educacin medioambiental, deseen el uso de naftassin plomo, sin la instalacin simultnea del catalizador.

El plomo de las naftas lubrica las vlvulas y esto ha sido tenido en cuenta al disear losmotores, eleccin y tratamiento de los materiales con los que se construye; de este modo, silas vlvulas no presentan asientos endurecidos, la utilizacin de naftas sin plomo puedeocasionar graves deterioros en el motor. En cualquier caso, ser necesario una modificacin dela regulacin del encendido; el cual no siempre resulta posible, principalmente en motores muyregulados y de gran compresin.

Respecto a la contaminacin, la utilizacin de la nafta sin plomo sin el uso simultneo delcatalizador, no produce ms emisiones de contaminantes que la nafta sin plomo debido a que,aunque la primera fase de la disminucin del plomo en las naftas se realiz por el reformadocataltico en el proceso de refinado, lo que incrementaba la proporcin de los aromticos, conposibles efectos cancergenos, luego se traslad a otros mtodos para disminuir el plomo delas naftas y mantener el NO, como es el del aditivo MTB (metil terbutil eter).

Se debe tener presente que el plomo no es el contaminante ms grave del uso de la nafta yque el catalizador se orienta principalmente a la eliminacin de los xidos de nitrgeno ymonxido de carbono; pero el plomo inutiliza el catalizador.

Los xidos de nitrgeno constituyen un importante problema ambiental en el Gran BuenosAires. Las normas de la CE exigen no exceder de 200 microgramos por metro cbico, percentil98 de los valores del ao.

Estos xidos nitrosos son responsables de una gran proporcin de lluvias cidas y junto a loshidrocarburos y los monxidos de carbono, tambin emitidos por los autos, contribuyen a lacreacin de azono, oxidantes y cidos, generando prdida de productividad vegetal, daosirreparables en plantas y cultivos, daos en vas respiratorias y zonas mucosas de laspersonas, as como a los monumentos y patrimonio arquitectnico.

La utilizacin del catalizador en el escape de los automviles es un medio eficaz para lucharcontra la contaminacin atmosfrica generada por la circulacin de vehculos en las grandesciudades, derivando en el uso de la nafta sin plomo.

El uso de la nafta sin plomo, sin la utilizacin de catalizador en el escape de los vehculos, nobrinda ms beneficios que la no emisin de plomo.


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2 PRODUCCIN Y REFINACIN

La industria del petrleo posee cuatro grandes segmentos o etapas, que son:

1. Exploracin y Produccin

2. Transporte de materias primas (crudo, gas y productos)

3. Refinacin del crudo y Tratamiento del gas

4. Comercializacin

Estas etapas se agrupan en dos grandes reas: Upstream (Exploracin y Produccin) yDownstream (transporte en sus diferentes modalidades, la refinacin del petrleo, eltratamiento del gas y la distribucin y comercializacin de los productos).

Adems existe una quinta rea que pertenece a los numerosos procesos de fabricacin de laindustria petroqumica.

Si bien las operaciones en las diversas etapas estn interrelacionadas, cada segmento de laindustria del petleo y gas utiliza procedimientos especficos que cuentan con procesos yequipamiento diferentes.

Las operaciones de la industria de los hidrocarburos se inician con la exploracin para lalocalizacin denuevos yacimientos de crudo o gas natural. Al localizarse nuevas fuentes, seperforan los pozos correspondientes con el objeto de confirmar la presencia de petrleo o gas ydeterminar si las reservas justifican la explotacin.

En la fase de produccin, el crudo y/o el gas natural se extrae de los yacimientos a travs delos pozos perforados y se acondicionan para el transporte desde los campos petrolferos hastalas terminales de crudo o Refineras y Plantas de tratamiento de gas, mediante complejasredes de oleoductos y buques petroleros. El gas natural, previamente a ser distribudo a losdiferentes consumidores a travs de los caos, es procesado en las Plantas de gas paraacondicionarlo de acuerdo con las especificaciones correspondientes.

En las Refineras, los crudos de petrleo se tranforman en una amplia gama de productos,tanto combustibles como bases para la industria petroqumica. La refinacin incluyetratamientos fsicos de separacin de los componentes del crudo, procesos qumicos deconversin, as como de tratamiento y acabado final, incluyendo las mezclas, para producir losproductos destilados que demanda el mercado.

Los productos generados e las Refineras son suministrados al mercado a travs de poliductos,ferrocarril, camiones cisterna, tanques petroleros, barcazas, hasta parques o playas deestacionamiento o bien directamente a los distribuidores (Estaciones de Servicio) oconsumidores (Centrales Trmicas, Industrias, Petroqumica).

La produccin de petrleo y gas, y por ende las tareas de exploracin y explotacin, puederealizarse en tierra (on-shore) o en aguas marinas (off-shore), costa afuera

2.1 Exploracin y Explotacin


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Al finalizar la perforacin y acondicionamiento de los pozos, se inicia la produccin de crudo y/ogas natural. El control de la produccin es efectuado, cuando el petrleo y el gas fluyen deforma natural-produccin primaria-, a travs de un conjunto de vlvulas de alta presin y bridas,conocido como rbol de Navidad.

A medida que se va agotando el crudo extrado de forma natural, se requiere ayudar laexplotacin con bombeos y con inyeccin de agua y gas (recuperacin secundaria).

2.1.2 Sistemas de Produccin

El petrleo bruto, gas natural y lquidos voltiles se obtienen usualmente desde depsitosgeolgicos, sacndolos a la superficie de la tierra a travs de una perforacin profunda.Generalmente, el fluido obtenido de los depsitos de petrleo, consiste en una mezcla depetrleo, gas natural, agua salada o salmuera, conteniendo tanto slidos disueltos como ensuspensin. Los pozos de gas pueden producir gas hmedo o gas seco, pero adems en elcaso del gas seco, normalmente se obtienen cantidades variables de hidrocarburos lquidos

ligeros y agua salada. Esta agua tambin contiene slidos en suspensin y disueltos y seencuentra contaminada por hidrocarburos.

Los slidos en suspensin suelen consistir en arenas, arcillas y finos del depsito. El petrleopuede tener propiedades fsicas y qumicas muy variables, siendo la densidad y viscosidad lasms importantes.

En los pozos de petrleo, la energa requerida para elevar los fluidos hasta la parte superior delpozo, se puede obtener por la presin natural de la formacin o mediante una serie deoperaciones realizadas desde la superficie. Los mtodos ms comunes de suministrar energapara extraer el petrleo son: inyectar fluidos (normalmente agua o gas) en el depsito paramantener la presin que de otra manera bajara durante la extraccin; inyectar gas en lacorriente que sale del pozo para hacer ms ligera la columna de fluidos en el pozo; y utilizarvarios tipos de bombas en el mismo pozo.

Una vez en la superficie, los diferentes constituyentes de los fludos producidos desde lospozos de petrleo y gas son separados: gas de los lquidos, aceites del agua y slidos de loslquidos. Los constituyentes que se pueden vender, normalmente los gases y el petrleo, seretiran de la zona de produccin y los residuos, generalmente salmuera y slidos, se eliminanluego de un tratamiento. En esta etapa los gases an pueden contener cantidades importantesde hidrocarburos lquidos, y suelen ser tratados para su separacin, en las Plantas de gas.

El gas, petrleo y agua se separan en varias etapas. El crudo proveniente de los separadoresagua-aceite, posee un contenido en agua y sedimentos los suficientemente bajo (inferior a un2%) para su venta. La mezcla de agua-slidos producida, contiene una elevada cantidad de

aceites para ser vertida al terreno, a ros o al mar.Las aguas provenientes de la ltima etapa del proceso de separacin poseen varios cientos eincluso miles de ppm de aceite. Existen dos procedimientos para su eliminacin: tratamiento yvertido a las aguas superficiales e inyeccin en una formacin del subsuelo adecuada.

Se suelen utilizar varios sistemas de inyeccin. Uno consiste en inyectar el agua en losdepsitos geolgicos para mantener la presin y estabilizar sus condiciones. Otro sistema,conocido como inundacin, consiste en inyectar el agua en el depsito de manera tal quedesplace el crudo hacia los pozos de produccin. Este proceso es uno de los mtodos deproduccin secundaria. Sucesivas inundaciones aumentan la produccin del campo peroadems incrementan la cantidad de agua a tratar. La inyeccin tambin se puede utilizarexclusivamente como procedimiento de vertido o descarga.


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2.1.3 Tecnologas de Produccin

En Argentina, existen unos 100 equipos perforadores, los cuales en la actualidad no estntodos en actividad.

El lodo de perforacin ms utilizado es en base a ligno-sulfonatos; utilizndose ademsinyecciones con polmetros.

Las piletas de inyeccin son excavadas a cielo abierto y no estn impermeabilizadas,quedando destapadas luego de la perforacin.

Terminacin: usualmente para estas tareas se utilizan equipos ms pequeos que tienen suspropios tanques para petrleo, pero el agua de formacin en general es tirada a las piletas entierra que se usaron para la perforacin.

El 80% de los pozos producen por extraccin mecnica mayormente por bombeo mecnico; elresto son surgentes.

Aguas Saladas

En produccin existe una primera etapa de separacin (separadores de petrleo, gas y agua).El agua que proviene de los separadores circula por unos calentadores para facilitar laseparacin del agua, donde tambin se inyectan aditivos para ayudar la separacin.

El lquido se vierte a una pileta de separacin (pileta API), donde el agua es purgada y luegocontina a los tanques donde se realiza la segunda purga.

El agua remanente debera ser tratada con el objeto de no contaminar la tierra y/o los cursosde agua; pero en la mayora de los casos esto no se realiza (se enva a tierra y/o cursos deagua); constituyendo el mayor impacto ambiental que se produce en la etapa de exploracin yexplotacin.

Locaciones y Pozos Abandonados

Locaciones: Siguen la geografa del terreno. Se hacen movimientos de tierra para hacer unterrapln consecuentemente elevado acorde a la magnitud del equipo.

Pozos abandonados: Decidido el abandono de un pozo por motivos tcnicos o comerciales, serealizan informes para autorizar su abandono por las autoridades que ejercen el poder depolica provincial (generalmente Direcciones de Minera).

El pozo se tapona con una tapa roscada y se sella.

Recuperacin Secundaria

Se inyecta agua a presin (dulce o salada previamente tratada para evitar corrosin).

La salada puede proceder del agua de formacin separada del petrleo, de otras capasacuferas del pozo y/o del mar.

En nuestro pas la inyeccin de agua es la ms utilizada (90%). Se emplea en todas lascuencas con xito muy dispar dadas las condiciones desfavorables de algunos yacimientos.

Se toma el agua, se trata en tanques de almacenamiento y se inyecta con bombas a la capa uhorizonte productivo, con el fin de crear un frente de barrido para empujar el petrleo a lospozos productivos.


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-Polmeros

-Espumas, emulsiones, precipitados

El material inyectado en el depsito se mueve a travs de l hacia los pozos de produccin; deesta manera arrastra los restos de crudo que permanecan en los poros de las rocas o arenas.Los crudos, el fluido inyectado y el agua son extrados del pozo mediante el sistema normal deproduccin.

2.1.5 Servicios Auxiliares

Existe una serie de servicios auxiliares en la industria productora de petrleo.

Los principales servicios se encuentran relacionados con la perforacin, puesta a punto,trabajos de mantenimiento, acidificacin de pozos y fracturacin de pozos.

Cuando una compaa decide que un pozo de petrleo o gas es explotable, se debe instalar elequipo necesario para ponerlo en produccin; el cual suele consistir en varias vlvulas, bridas ymecanismos de estanqueidad instalados sobre una o ms cadenas de tubos acoplados en elpozo (rbol de Navidad). Si el pozo no produce el fluido suficiente de forma natural, hay queinstalar bombas de diferentes tipos o sistemas de bombeo neumtico. En el caso deyacimientos submarinos, para la instalacin de estos equipos resulta necesario emplear unaplataforma que puede ser la misma utilizada en la perforacin u otra especial (generalmentems pequea).

Una vez transcurrido un tiempo en que el pozo ha permanecido en servicio, se deben realizaralgunas reparaciones para mantener la produccin a un nivel aceptable. Por ejemplo, lastuberas pueden estar obstruidas por depsitos de parafinas, siendo necesario sustituirlas para

volverlas a instalar.La produccin de un pozo al cabo de un tiempo puede disminuir dada la impermeabilidad delas formaciones geolgicas o debido al empeoramiento de las condiciones del pozo. Paraincrementar el caudal del pozo suelen utilizarse diferentes procedimientos consistentes enalterar la naturaleza fsica de las rocas o arenas de la formacin geolgica en las proximidadesdel pozo.

Los principales mtodos utilizados para aumentar el caudal son la acidificacin y lafracturacin. La acidificacin consiste en introducir cido a presin, a travs del pozo, en laformacin geolgica. El cido reacciona con los materiales del depsito dando lugar a canalesque permiten la entrada de un volumen mayor de fluidos en el pozo. Adems del cido seaaden inhibidores de corrosin, agentes tenso-activos, disolventes y otros productosqumicos.

La fracturacin consiste en la introduccin de un fluido a presin en el depsito, lo quedetermina fracturas, grietas y canales. Los fluidos de fracturacin pueden contener cidos,productos qumicos y arena o materiales similares.

Cuando un pozo nuevo se est poniendo en funcionamiento o cuando es necesario sacar lastuberas para realizar los trabajos de mantenimiento, el pozo se mata. Esta operacinconsiste en introducir en el pozo una columna de lodos de perforacin, aceite, agua u otrosfluidos de peso suficiente para controlar las presiones en el fondo.

Cuando los trabajos de puesta a punto o de reparacin han concluido, se deben eliminar los

lquidos utilizados para matar el pozo. Si se emplean lodos, el caudal inicial de petrleoextrado del pozo est contaminado y es necesaria su separacin.

En las operaciones de acidificacin y fracturacin, los fluidos utilizados dan lugar a efluentes.


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2.2 Transporte de Hidrocarburos

El transporte puede hacerse por buques, barcazas, camiones cisterna o por caeras, a travsde los oleoductos y gasoductos.

El transporte por tierra del petrleo y sus productos derivados pesados (fueloil, gasoil) se llevaa cabo principalmente por tubera, dado que a travs de un estudio realizado en EuropaOccidental, se puso de manifiesto los pocos accidentes y derrames producidos en relacin conlos volmenes transportados.

El transporte de los productos ligeros, gases licuados, gasolinas, naftas, etc, se realizaprincipalmente por ferrocarril o carretera; pero en este caso el riesgo es mayor, dado que losvolmenes transportados son menores, siendo elevado el nmero de vehculos y trfico.

2.2.1 Oleoductos y Gaseoductos

Se construyen oleoductos y gasoductos en tierra o en costa afuera, en los fondos marinos. Losoleoductos pueden poseer ms de 2 metros de dimetro. Su extensin es muy variable. Latubera en tierra o cerca de la orilla, generalmente es enterrada. Usualmente, los oleoductoscosta afuera se colocan en el fondo del mar en aguas de hasta 350 o 450 metros deprofundidad; no obstante en determinados casos se han colocado oleoductos submarinos aprofundidades mayores de 1.500 metros.

Los principales elementos que configuran estas infraestructuras de transporte son: la tubera,los caminos de acceso o mantenimiento, las estaciones de recepcin, de despacho, de control,y las estaciones de compresin en el caso del gas o de bombeo del petrleo. Debido a la

friccin interna y los cambios de elevacin a lo largo de la lnea, se requieren estaciones derefuerzo a intervalos regulares. Se instalan las estaciones de compresin a intervalosapropiados a lo largo de las lneas de transmisin de gas para mantener la presin. Eloleoducto o gasoducto puede transportar petrleo crudo o gas desde el cabezal del pozo hastala planta de transferencia o procesamiento. El petrleo o gas refinado pueden sertransportados al usuario final, pudiendo tratarse de una planta petroqumica o termoelctrica.

En Argentina el gas es tranportado ntegramente en fase gas, a travs de las redes degasoductos. Usualmente, son sistemas de caos, tendidos bajo tierra que se encuentranformados por tramos bien diferenciados en funcin de los caudales de gas transportados y desu presin. Son construdos de acuerdo con tcnicas normalizadas para este tipo deinstalaciones, tales como las de American Stndar Association del American PetroleumInstitute, cubrindose de esta manera las mximas condiciones de seguridad.

La espina dorsal del gasoducto est constituida por el denominado conducto principal o red detransporte, tubera que, partiendo de la planta compresora, es diseada para conducir grandesvolmenes de gas, a presiones elevadas y cuyos dimetros varan de acuerdo a los caudalesde fludo a ser transportado.

Se denominan arterias a aquellos tramos de tubera que, partiendo en distintos puntos de la redde transporte, llevan el gas natural hasta las llamadas estaciones de regulacin.

Las estaciones de regulacin estn formadas por un conjunto de equipos e instalaciones,montadas sobre la superficie del terreno, y conectadas por un lado a las arterias y por el otro ala denominada red de distribucin.

En las estaciones de regulacin se reduce la presin del gas natural que proviene de la red detransporte y filtrado de manera adecuada, a fin de retener cualquier partcula de arrastre que


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pudiera contener, se introduce en la red de distribucin manteniendo constante la presin ensta aunque flucte en la red de transporte.

Complementariamente, en las estaciones de regulacin se controla el caudal de gas quecircula por las minas, llevndose adems un registro de su presin y temperatura.

De las estaciones de regulacin parten las redes de distribucin, tramos de tubera dedimetros variables de acuerdo al caudal que deba ser transportado, y que a presiones msreducidas conducen el gas natural hasta las instalaciones de regulacin de los usuarios, atravs de los ramales o derivaciones de abonado.

Los ramales de abonado son derivaciones en diferentes puntos de la red de distribucin,generalmente de reducida longitud, y de dimetros adecuados para permitir que circule porellos los caudales requeridos para cada usuario.

La red de gasoductos principales est constituida por cinco sistemas:

I- Del Norte

II- Centro-Oeste

III- Del Oeste

IV- Neuba

V- Del Sur

Adems, existen las redes secundarias de distribucin del gas.

Las plantas compresoras de gas se encuentran situadas en:

1.Campo Durn

2.Miraflores

3.Lumbreras

4.Tucumn

5.Lavalle

6.Recreo7.Dean Funes

8.Ferreyra

9.San Jernimo

10.Loma de la Lata

11.Cochico

12.Beazley

13.La carlota


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14.La Paz

15.Sierra Barrosa

16.Chelforo

17.Fortn Uno

18.Gaviotas

19.Gral. Cerri

20.Belisle

21.Cte.Piedrabuena

22.San Julin

23.Bosque Petrificado

24.Pico Truncado

25.Manantiales Behr

26.Garayalde

27.Dolavon

28.Bajo Gualicho

29.S.A Oeste

30.Gral. Conesa

31.Ro Colorado

32.Indio Rico

33.Barker

2.2.2 Transporte por mar

La mayor parte del comercio de crudos en el mundo se lleva a cabo utilizando buquespetroleros. La flota petrolera mundial es de unos 3.250 buques, de los cuales un 20%aproximadamente no cumple las Normas de Seguridad exigidas en este modo de transporte,que produce frecuentemente derrames de crudo en el mar debido a accidentes de diversostipos y causas, incidiendo muy negativamente en las zonas costeras y en los ecosistemas delLitoral afectado por el mismo.

Por ello, la tendencia actual es reponer los buques absoletos y construir los llamadossuperpetroleros ecolgicos, en los cuales se incorporarn mejores sistemas de navegacin,doble casco completo en los costados y en el fondo, proteccin contra la corrosin de lostanques de lastre segregado, proteccin contra explosionescon eficaces sistemas de gas inerteen los tanques de carga y en los de lastre, sistemas de purga y ventilacin de los tanques de


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lastre, sistemas de contencin de la carga en los tanques, junto a otras medidas y equipos quemejoran la seguridad.

La flota petrolera argentina cuenta con 98 buques petroleros y 4 metaneros.

2.2.3 Carga y Descarga de buques

La carga y descarga de buques se efecta en Terminales portuarias fluviales y marinas omediante boyas en el mar, como es el sistema de amarre de punto nico-monoboya- utilizadodesde 1974 en Caleta Olivia (provincia de Santa Cruz) o en Caleta Crdova (provincia deChubut) y Puerto Rosales (provincia de Buenos Aires).

Este sistema se instala mar adentro, en aguas naturalmente profundas, lo que permite laoperacin de buques tanques de hasta 60.000 toneladas DW (toneladas de peso muerto) enlas condiciones ambientales siguientes:

-Profundidad del agua, aproximadamente 27 metros -Marea ms alta 6,4 metros

-Velocidad del viento 50 nudos

-Mxima altura de las olas 6 metros

-Corriente de superficie 1 nudo

Los barcos pueden aproximarse a la boya desde cualquier direccin y amarrar en muy escasotiempo sin la ayuda de remolcadores.

El casco de la boya es una estructura circular de acero integramente soldada, diseadaconsiderando las mximas condiciones ambientales que se pueden dar en el lugar de trabajo(fuerzas del oleaje, viento, corriente, etc).

La boya tiene un dimetro de 11 metros y un peso total de 140 toneladas.

El casco principal se encuentra subdivido en cuatro compartimientos estancos principales, quese hallan dispuestos alrededor de un a cmara central cilndrica, tambin estanca. Uno de loscompatimientos principales est destinado a almacenaje y tiene una puerta estanca de accesoa la cmara central; cuenta con compuertas de cierre rpido para su acceso desde la cubiertaprincipal. En la cubierta principal, en el centro de la boya, se encuentra instalada una Unidadde Distribucin Mltiple de Productos giratoria.

2.3 Refinacin

2.3.1 Principales Procesos de Refinacin

La industria de refinacin del petrleo transforma los crudos de petrleo en numerososproductos destilados, incluyendo gases licuados del petrleo, nafta, kerosene, combustiblepara aviacin, gasoil, fueloil, lubricantes, asfaltos y productos bsicos para la industriapetroqumica.

Las actividades de refinacin se inician con la recepcin y almacenamiento de los crudos en laRefinera e incluyen el manejo de estos fluidos y las operaciones de refinacin que concluyen


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con el almacenamiento de los productos derivados y el embarque de los mismos o transportehasta los diferentes puntos de consumo.

La industria de refinacin del petrleo cuenta con una amplia variedad de procesos, los cualesvaran de unas Refineras a otras en funcin de su estructura, materias primas utilizadas,productos finales que se desea obtener y especificaciones de los productos.

Los procesos de refinacin y las operaciones auxiliares pueden ser clasificadas en cincocategoras:

1.Procesos de separacin

- Destilacin atmosfrica

- Destilacin al vaco

- Procesado de gases. Recuperacin de los gases de refinera , metano y etano.

Previamente se realiza el desalado de los crudos.

2.Procesos de conversin

- Craqueo (trmico y cataltico)

- Reformado cataltico

- Alquilacin

- Polimerizacin

- Isomerizacin

- Coquizacin, coking

- Reduccin de viscosidad, visbreaking

3.Procesos de tratamiento

- Hidrotratamiento (tratamiento con hidrgeno)

- Hidrodesulfuracin

- Tratamiento qumico (endulzamiento)

- Extraccin de gas cido y tratamiento

- Desasfaltado

- Asfaltos

- Lubricantes

- Parafinas

- Grasas


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4.Mezclas y manejo de productos

- Almacenamiento

- Cargas

- Descargas

- Mezclas de crudos y productos intermedios

- Mezclas de productos

5.Operaciones auxiliares

- Unidad de produccin de hidrgeno

- Unidad de recuperacin de azufre

- Sistema de generacin de vapor

- Generacin de energa elctrica o cogeneracin de calor, vapor y electricidad

- Sistema de refrigeracin de aguas

- Sistema de purgas

- Compresores

- Plantas de tratamiento de aguas

Adems, las Refineras integradas poseen diversas Unidades Petroqumicas

Los procesos de fabricacin en la refinera del petrleo

El objetivo de estas plantas se basa en garantizar, a partir de una materia prima nica, elpetrleo crudo, la fabricacin de una gama muy extensa de productos acabados, los cualesdeben satisfacer al cliente cumpliendo numerosas especificaciones, y cubrir la demandacuantitativa que exige el mercado. Existen problemas tcnicos y econmicos,fundamentalmente en la eleccin de los petrleos crudos de partida, de los procesos defabricacin, de las condiciones ptimas de funcionamiento de las unidades y de los productosacabados a elaborar en funcin de la situacin geogrfica de la refinera y demandas locales.

El conjunto de estos parmetros constituye la informacin bsica de un problema deoptimizacin cuya solucin debe brindar el esquema de fabricacin ms adecuado para laobtencin de un precio de costo mnimo.

Productos de una refinera

*Gases ligeros: metano y etano, los cuales son utilizados como combustible en las refineras ocomo materia prima en la industria petroqumica.

*Propano, el cual es vendido directamente como tal o se utiliza en la alimentacin de lasinstalaciones petroqumicas.

*Butanos. El butano normal se mezcla con la nafta para aumentar su volatilidad o bien esvendido directamente como GLP. El isobutano se emplea como materia prima en la unidad dealquilacin.


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*Nafta, incluye los productos de punto de ebullicin entre 36C y 140C. Por regla general lafraccin entre 36C y 71C se mezcla directamente con la nafta, mientras que la comprendidaentre 71C y 140C se alimenta a una unidad de reformado cataltico para mejorar su ndice deoctano o para producir benceno, tolueno y xilenos.

*Nafta pesada, con un intervalo de destilacin entre 140C y 204C. Se utiliza como carga dealimentacin del reformado cataltico o se mezcla con el queroseno y el combustible dereactores.

*Queroseno, destila entre 204 y 275C, y es utilizado fundamentalmente como combustible dereactores.

*Gas- oil liviano, destila entre 275 y 343C. Suele ser mezclado directamente con el fuel-oilN2 y el diesel-fuel, que son empleados como combustibles domsticos.

El gas-oil liviano suele ser utilizado tambin como materia prima en los procesos de craqueocataltico o hidrocraqueo si la demanda de productos ligeros de la refinera as lo determina.

*Gas-oil pesado, con un intervalo de destilacin entre 343 y 538C puede incorporarsedirectamente a la mezcla de fracciones pesadas que constituyen el fuel-oil pesado.

Adems puede utilizarse en la fabricacin de asfaltos y en los procesos de conversin , comoel craqueo trmico e hidrocraqueo.

El gas-oil pesado se utiliza como combustible industrial.

*Fuel-oil, liviano

*Aceites ligeros: lubricantes para mecnica ligera

*Aceites pesados para la obtencin de lubricantes para motores

*Aceites de cilindros: para mquinas de vapor y engrase general

*Parafinas y ceras

*Fueloil pesado

*Asfalto y materiales asflticos, slidos y semi-slidos

*coque

*Aromticos

*Olefinas y diolefinas

*Aceites bituminosos

*Disolventes

*Alquitrn o residuo


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2.3.2 Procesos

La refinacin del petrleo contiene dos operaciones bsicas: cambio fsico o procesos deseparacin y cambio qumico o procesos de conversin, de transformacin. Tambin hay unaserie de operaciones que configuran los procesos de acabado.

Dichos procesos tienen por objeto modificar las caractersticas de los distintos productoselaborados en los procesos descriptos anteriormente, a fin de obtener productos finales que seajusten a las especificaciones comerciales requeridas. El problema est dado por la eliminacinde los compuestos de azufre a travs de los siguientes tipos de procesos:

*Tratamientos qumicos

*Tratamiento con hidrgeno

Actualmente se emplean con mayor frecuencia los procesos catalticos en presencia dehidrgeno, dado que admiten lograr una desulfuracin ms profunda y resultan ms necesarioscuanto ms pesada es la fraccin que se quiere desulfurar.

1. Procesos fsicos de separacin

Permiten el fraccionamiento de una mezcla en sus diversos componentes sin modificar laestructura molecular, de modo que la suma de los constituyentes sea igual a la mezcla inicial yque el balance volumtrico de la operacin resulte equilibrado. El calor o terceros agentes talescomo los disolventes, son promotores de estos procesos tambin denominados de difusin.

2. Procesos de transformacin

Tienen por finalidad modificar la estructura molecular y por consiguiente, las caractersticasfsico-qumicas de los hidrocarburos o de las fracciones sometidas a estas transformacionesque son llevadas a cabo con aumento o disminucin del nmero de molculas. En estastransformaciones nicamente se debe establecer el balance msico.

Tambin dichas transformaciones causan una variacin de entalpa correspondiente a loscalores de las reacciones exotrmicas o endotrmicas producidas.

Todo proceso de transformacin consta de cuatro partes:

1. Preparacin de la carga: se debe cumplir un determinado nmero de condiciones previas ala reaccin: temperatura, presin, concentracin o intervalo de destilacin, contenidos enazufre y agua, etc.

2. Reaccin: la instalacin permite el contacto de los productos reactivos. Su dimensincondiciona el tiempo de contacto. En determinados casos, se deben prever sistemas deaportacin o eliminacin de calor en la seccin de reaccin para compensar la exo oendotermicidad y mantener la reaccin en su nivel trmico correcto.

3. Fraccionamiento: los productos de las reacciones jams son puros, ya sea comoconsecuencia de la aparicin de reacciones secundarias o bien, por la naturaleza misma de lareaccin que conduce a la formacin de varios productos. Por lo expuesto, es necesarioproceder al fraccionamientode los efluentes de la reaccin para eliminar las impurezas, paraclasificar las diferentes calidades de productos obtenidos o para recuperar la fraccin notransformada para su recirculacin.

4. Recuperacin de calor y de productos: para estos procesos, tanto el calor como endeterminados casos, las sustancias que intervienen en la reaccin, constituyen un elementoimportante del costo de fabricacin; determinando la conveniencia de recuperarlos. El calor serecupera generalmente a la salida de la seccin de fraccionamiento. El catalizador o losproductos qumicos se regeneran para que puedan ser utilizados nuevamente.


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Clasificacin de los procesos de transformacin

Existen tres tipos de procesos de transformacin: descomposicin (conversin), sntesis ytratamientos qumicos.

A. Los procesos de conversin en la industria de la refinacin

El incremento de la demanda de productos ligeros, la disminucin en el consumo de fuel oil, elincremento en el diferencial de precios entre crudo livianos, pesados y las mayores reservas decrudos pesados en el mundo, han obligado a las refineras a modificar su estructura productivaa fin de adaptarse a esta situacin.

Los procesos de conversin se utilizan desde hace muchos aos. La destilacin al vaco y lareduccin de viscosidad desde el siglo XIX, la coquizacin de residuos desde 1928, el craqueocataltico desde 1936 y el hidro tratamiento de residuos desde 1965. No obstante, la utilizacinde estas tecnologas se ha generalizado a partir de 1973 y 1979, en los cuales sedesencadenan las crisis de los precios del petrleo.

Estos desarrollos tecnolgicos han permitido mejorar los rendimientos y calidades de lasfracciones livianas obtenidas y ampliar el campo de aplicacin; permitiendo adems el empleode residuos como materia prima con un mayor contenido en contaminantes: azufre, metales,asfaltenos, etc.

Las reacciones qumicas que se originan durante la etapa de conversin dan lugar a laobtencin de molculas ms livianas que las de la carga original; es decir, el peso mediomolecular de los productos finales es menor al de las respectivas alimentaciones.

Como es sabido, las molculas existentes en el crudo de petrleo son fundamentalmentehidrocarburos no olefnicos. En su composicin, la relacin de hidrgeno de carbono disminuyea medida que se incrementa el peso molecular.

Por lo expuesto, en la rotura de molculas se genera un dficit estructural de hidrgeno. Estadeficiencia se soluciona a travs de los siguientes mecanismos:

-Adicin externa de hidrgeno: hidrotratamientos

-Obtencin de productos no saturados: craqueo trmico, craqueo cataltico (FCC),viscorreduccin

-Segregacin de productos carbonosos: coquizacin

Las reacciones de los dos primeros siempre se presentan en forma conjunta.

Adems es posible establecer otros criterios de clasificacin, siendo uno de los ms empleadoel de la naturaleza de la carga. Segn el origen de la alimentacin, los procesos de conversinutilizados son los siguientes:

-Residuo atmosfrico: viscorreduccin, craqueo cataltico e hidrotratamiento.

-Gas oil de vaci: craqueo trmico, craqueo cataltico e hidrotratamiento.

-Residuo de vaco: viscorreduccin, coquizacin e hidrotratamiento.

Si bien todos estos tratamientos cumplen en mayor o menor medida el objetivo de disminuir la

produccin de residuos, unos se dirigen a la produccin de naftas, mientras que los restantes,de manera directa o indirectamente, a la de destilados medios. A fin de maximizar laproduccin de naftas y destilados medios son empleados los siguientes procesos:


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-Naftas: craqueo trmico y craqueo cataltico

-Destilados medios: viscorreduccin, hidrotratamiento y coquizacin

El hidrotratamiento es un proceso muy flexible, el cual admite ser empleado tambin paramaximizar naftas con destino a naftas.

Procesos de descomposicin. Conversin

a) Tratamientos trmicos puros: slo utilizan el calor que, como agente de rotura de lasmolculas, genera, en una primera etapa, molculas ms ligeras, saturadas y no saturadas.Estas ltimas, segn lo sealado antes, son inestables y tienen tendencia a reagruparse, apolimerizarse, para formar grupos moleculares ms o menos complejos. El resultado de estasreacciones es la formacin de elementos ms ligeros y ms pesados que los constituyentes dela carga, y la recuperacin de los elementos olefnicos que no han alcanzado a polimerizarse.La ruptura por efecto trmico lleva el nombre de craqueo.

b) Tratamientos catalticos: luego de la ruptura de molculas por efecto trmico, elreagrupamiento de los elementos no saturados puede ser activado y controladoselectivamente, mediante la utilizacin de un catalizador especfico que orienta y limita lasrecombinaciones hacia interesantes formas moleculares.

c) Tratamientos catalticos en presencia de hidrgeno: la presencia de hidrgeno en lasreacciones anteriores permite la saturacin de los elementos olefnicos de descomposicin y laobtencin de estructuras moleculares estables. Teniendo en cuenta las condiciones de presin,de temperatura y el tipo de catalizador, es posible distinguir dos grupos de transformaciones:

con el platino y el xido de molibdeno, se realizan transformaciones molecularesdestinadas fundamentalmente a producir un mximo de nafta de levado nmero deoctano.

con un catalizador mixto de xidos de cobalto y molibdeno, se lleva a cabo unadescomposicin selectiva de las molculas sulfuradas. El hidrgeno produce laeliminacin del azufre bajo forma de cido sulfhdrico, al mismo tiempo que se satura laparte hidrocarbonada de la molcula.

B. Procesos de sntesis

En presencia de catalizador y bajo presin elevada, resulta factible recombinar en formaselectiva las molculas ligeras no saturadas que se encuentran en los gases de refinera ylimitando los reagrupamientos, obtener molculas de tamao y propiedades adecuadas paraentrar en la composicin de las naftas o servir como materia prima en petroqumica.

C. Tratamientos qumicos

Tratan fundamentalmente de lograr la desulfuracin y la estabilidad de los productos. Poroxidacin con plmbito de sodio, con cloruro de cobre o con hipocloritos, los compuestossulfurados corrosivos se convierten en compuestos neutros. La accin de la soda custicasobre los compuestos sulfurados ligeros refleja la posibilidad de extraer los derivados deazufre. Dicha extraccin puede ser mejorada adicionando alcoholes o aminas. Por ltimo, elcido sulfrico posee una accin muy intensa sobre todas las molculas que contienen azufre;haciendo posible una reduccin muy sensible del contenido en azufre, mejorando la estabilidady el calor. No obstante, este tratamiento es costoso y se utiliza nicamente para productosespeciales.

3. Tratamiento de los petrleos crudos

El petrleo crudo transportado desde los yacimientos a la refinera por petroleros u oleoductos,es almacenado en grandes depsitos cuya capacidad media es de 30.000 m3 aproximadamente. Previamente a un eventual desalado, el crudo sufre una primera operacin


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de fraccionamiento por destilacin; posteriormente, los cortes obtenidos son sometidos aoperaciones de transformacin molecular o a nuevas separaciones fsicas. La secuencia deestos procesos que convierten el petrleo crudo en productos acabados, constituye eldenominado esquema de fabricacin.

Destilacin inicial, atmosfrica

La unidad de destilacin inicial o topping atmosfrica, tiene por finalidad separar el petrleocrudo en un determinado nmero de cortes o fracciones clasificadas segn las temperaturas deebullicin de los hidrocarburos. Estos cortes de destilacin directa son regulados para hacerloscorresponder en forma aproximada con las especificaciones de destilacin A.S.T.M, quecondiciona su rendimiento respecto al crudo. Previa vaporizacin en los hornos, loshidrocarburos se clasifican verticalmente de acuerdo a su volatilidad, es decir, segn su pesomolecular.

Al concluir esta primera etapa, la situacin evaluada desde el punto de vista cualitativo ycuantitativo, va a condicionar el resto del programa.

Este examen muestra:-que ningn producto de la unidad de destilacin atmosfrica, admite ser considerado, demanera usual, como producto acabado, a excepcin del residuo atmosfrico, vendido comofuel pesado;

-que las cantidades de las diversas fracciones de base no se corresponden a la demanda delmercado, determinando un excedente de productos pesados y un dficit de ligeros; exceptopara ciertos crudos, tales como los del Sahara que presentan una situacin inversa.

Por ello resulta necesario utilizar los procesos de transformacin y de separacin (procesos deconversin) con la finalidad de mejorar la calidad y eliminar el exceso de pesados con aumento

de los gases y de la nafta.Procesos destructivos de transformacin

Se aplican a la mayor parte de las fracciones atmosfricas y se clasifican de acuerdo a lafinalidad perseguida en:

a) Modificacin de la estructura molecular, para mejorar la calidad principal, con rendimientoscomprendidos entre 80 y 100:

- Reformado cataltico de nafta pesada de octano por reacciones de ciclacin de las parafinas,de deshidrogenacin de los naftenos, de isomerizacin y craqueo hidrogenante, que inducen a

la formacin de estructuras aromticas (N.O prximo a 100), ismeros, gases saturados ehidrgeno. Este proceso, dadas sus magnficas posibilidades, prcticamente ha eliminado alreformado trmico;

- isomerizacin de las parafinas normales de la nafta ligera en isoparafinas con buen nmerode octano;

- reduccin de la viscosidad de los residuos que, con una baja severidad de craqueo, se limitaa eliminar las molculas ms pesadas para lograr tal reduccin;

b) Transformacin de los productos en exceso, para equilibrar la produccin y la demanda:

- craqueo cataltico del gasoil o de los destilados de vaco, que arroja de 40 a 60% de nafta conbuen nmero de octano (92 a 95 + 0,4 TEL) y aproximadamente 10% de gases saturados y nosaturados, como tambin productos ms pesados equivalentes a la gama de los fuels. Esteproceso ha reemplazado ntegramente a las antiguas unidades de craqueo trmico;


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- reduccin de viscosidad de los residuos que, de acuerdo a la severidad, permite producir de20 a 70% de destilado tipo gasoil, el cual de igual modo podr someterse a craqueo cataltico.Esta operacin genera adems un poco de gas, el 75% de molculas son no saturadas, del 5al 15% de nafta de muy mediana calidad, como resultado de la gran cantidad de formasolefnicas y finalmente, un fuel pesado;

- coquizacin de los residuos de vaco para disminuir la produccin de fuel oils pesados. Deacuerdo a la severidad, la produccin de coque se encuentra comprendida entre el 5 y 30%.Usualmente, la coquizacin es ajustada para obtener un destilado, el cual previa hidrogenacinconstituye una carga de craqueo cataltico excelente. En caso contrario, cuando no interesa eldestilado, el rendimiento en nafta de mala calidad puede alcanzar al 50%, con una importanteproduccin de gases no saturados;

- craqueo hidrogenante de gasoils y residuos. La presencia de hidrgeno permite obtener,simultneamente, un mayor rendimiento en nafta por eliminacin o disminucin de los residuospesados en el efluente de la reaccin, y una mejora de los ndices de viscosidad, de laestabilidad y del contenido en azufre de los destilados. Este proceso admite ser consideradocomo una extrapolacin del reformado cataltico a cargas ms pesadas.

c) Preparacin de materias primas para petroqumica:

-craqueo de hidrocarburos ligeros, como la deshidrogenacin trmica del etano a etileno;

-craqueo en presencia de vapor de agua, de naftas livianas con mal nmero de octano, paraproducir olefinas: etileno, propileno y butilenos;

-deshidrogenacin cataltica del butano en butileno y en butadieno, para la fabricacin delcaucho sinttico.

Procesos de sntesis

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