En las refiner�as, el petr�leo crudo se transforma en centenares de subproductos.
La refiner�a
En las refiner�as se trabaja durante las
24 horas, todos los d�as del a�o.
Las necesidades del mercado hacen que el petr�leo sea
utilizado mediante sus productos o derivados y no como tal. Estos productos
abarcan una amplia gama, que incluye: a)combustibles para fuentes fijas y
m�viles, b) lubricantes para usos diversos, c) asfaltos para la construcci�n de
carreteras, d) petroqu�micos para los m�s variados art�culos de la vida
cotidiana. El petr�leo que se extrae de los yacimientos est�
constituido por una mezcla de hidrocarburos l�quidos, gaseosos y s�lidos, e
incluye impurezas como agua, sales y sedimentos. Los hidrocarburos son
compuestos formados b�sicamente por carbono (s�mbolo: C) e hidr�geno (s�mbolo:
H), y algunos otros elementos como ox�geno, nitr�geno y azufre. En general a los
hidrocarburos se los puede clasificar como:
Paraf�nicos o
saturados: son los ideales para elaborar aceites lubricantes.
Arom�ticos:
dan
naftas de buen valor oct�nico, indeseables para producir aceites.
Naft�nicos: son intermedios de los dos previamente
mencionados.
Seg�n el tipo de
hidrocarburo que predomine en el petr�leo crudo, se establece el camino de
procesamiento que seguir� en la refiner�a.
Destilaci�n primaria
Es la operaci�n b�sica de la refinaci�n del petr�leo.
Es un proceso de separaci�n f�sico-qu�mica que fracciona los distintos
constituyentes del crudo por efecto de la temperatura, sin originar nuevos
compuestos. Primero, el petr�leo crudo se calienta en un horno y se lo lleva a
la parte inferior de la columna fraccionadora, que consiste en una enorme torre
cil�ndrica, cuya altura puede superar los 50 metros. Dentro de ella se
encuentran, a diferente altura, bandejas o platos, que separan los distintos
componentes del crudo, seg�n su punto de ebullici�n. Estas bandejas provocan la
condensaci�n de los vapores m�s pesados y -por el contrario- la evaporaci�n de
los l�quidos m�s livianos, logrando separarlos. Como el n�mero de elementos
constituyentes del petr�leo es muy grande, es imposible separarlos uno por uno.
En cambio, mediante este m�todo de destilaci�n, las distintas fracciones
-livianas pesadas- se separan gradualmente unas de otras. Por ejemplo: la nafta
est� constituida por componentes cuyo rango de destilaci�n oscila entre 30 oC y
220 oC. Este proceso (Destilaci�n atmosf�rica, tambi�n conocido como Destilaci�n
primaria o Topping)se realiza a presi�n atmosf�rica y a
no m�s de 450 oC. En la parte superior de la torre se obtienen gases etano,
propano y butano, mientras que debajo se logran fracciones con punto de
ebullici�n m�s elevado, como nafta, querosene, gas oil liviano y gas oil pesado.
Debajo queda una fracci�n m�s pesada, llamada crudo reducido, a la que si se
pretende extraer a�n m�s destilados, hay que someterla a presi�n reducida, ya
que si se aumenta la temperatura del proceso, generar�a craqueo t�rmico o
ruptura de mol�culas.
Destilaci�n al vac�o
En
estas condiciones se pueden obtener vol�menes adicionales de destilados, gas oil
liviano y pesado de vac�o, a temperaturas semejantes a las del proceso anterior.
El residuo o "fondo de vac�o" puede destinarse a combustible de la refiner�a, o
como componente de fuel oil, de asfalto o como carga en la unidad de coqueo
retardado.
Coque
Adem�s del fondo de vac�o
mencionado, aqu� se cargan todos los excedentes de crudo reducido. Estos se
someten a temperaturas elevadas durante el tiempo necesario para lograr el
craqueo -rotura de mol�culas-. As� se logran productos m�s valiosos: gases,
naftas, diesel, gas oil m�s pesado y carb�n de petr�leo como residuo. Las naftas
y el gas oil obtenidos son de baja calidad, envi�ndoselos luego a
hidrotratamiento para mejorarlos. El gas oil pesado logrado alimenta la planta
de craqueo catal�tico, y el carb�n sirve como combustible, coque metal�rgico o
para fabricar electrodos.
Craqueo
catal�tico
Se alimenta con el gas oil
pesado de Destilaci�n atmosf�rica y Vac�o. Por acci�n de la temperatura y con un
catalizador,
se somete a craqueo, obteni�ndose gases, nafta, Diesel y un poco de residuo
pesado. Los gases con alta proporci�n de olefinas, sirven como carga de otras
plantas, para la elaboraci�n de naftas de alto n�mero de octano o para productos
petroqu�micos. Por su parte, la nafta se env�a al "pool"
(donde se unifican todas las naftas de la refiner�a). El Diesel es hidrotratado
y se env�a al "pool"
de gas oil. El Diesel no hidrotratado es
utilizado como diluyente del fuel
oil.
Hidrocraqueo
catal�tico
Procesa el gasoil liviano de
vac�o. Con temperatura y a alta presi�n, se lo somete a craqueo, en presencia de
hidr�geno y de un catalizador. As� se logran gases, naftas, querosene (Jet A-1) y gas oil de muy buena
calidad.
Cadenas de
hidrocarburos y craqueo
El petr�leo est� compuesto
principalmente de hidrocarburos, sustancias org�nicas con mol�culas formadas por
cadenas de �tomos de carbono e hidr�geno. Durante el craqueo, los hidrocarburos
de cadenas m�s largas son calentados a altas temperaturas y sometidos a elevadas
presiones. As� se logra que las mol�culas m�s largas, de hidrocarburos pesados,
se rompan y ordenen en otras m�s cortas, que corresponden a combustibles
l�quidos y gaseosos y otros m�s pesados. El craqueo puede incluir la
utilizaci�n de catalizadores, es decir, sustancias que contribuyen a acelerar y
reordenar las mol�culas, pero sin participar ellas mismas como componentes de la
reacci�n.
Reformado
El corte intermedio
("coraz�n") del fraccionamiento de la nafta virgen, no es adecuado para integrar
el "pool" de motonaftas, debido a su bajo n�mero de
octano. El reformado catal�tico, mediante una modificaci�n de la estructura
qu�mica de la materia prima, aumenta considerablemente el n�mero de octano de la
nafta. Tambi�n produce gases como propano, butano e hidr�geno. Este �ltimo es un
suministro clave para otras unidades de proceso de la
refiner�a.
Concentraci�n de gases
Anexa a la plantas de
craqueo catal�tico, recibe naftas de elevada tensi�n de vapor, para
estabilizarlas. Tambi�n se env�an all� las corrientes gaseosas de las diferentes
plantas, para fraccionarlas en sus componentes principales. Adem�s de las naftas
estabilizadas, se obtienen tambi�n propanos y butanos, tratados para controlar
su acidez y contenido de azufre. La corriente de gas residual puede destinarse a
uso petroqu�mico, o -en caso de no existir demanda para ello- como combustible
de la refiner�a.
Alkilaci�n
Esta unidad
genera alkilado a partir de buteno e isobutano. El alkilado es otro componente
de las motonaftas de alto n�mero de octano, que complementa y reemplaza el
aporte oct�nico de otros constituyentes m�s contaminantes.
MTBE
A partir de la reacci�n
catal�tica de isobutileno y metanol, se elabora el metil ter butil �ter. Este
compuesto -MTBE- es un
importante constituyente de las motonaftas, debido a su muy elevado valor
oct�nico y a que, al contener ox�geno en su mol�cula, contribuye a reducir los
contaminantes.
Fraccionamiento de nafta
Si la nafta obtenida en la destilaci�n atmosf�rica se
usara como tal, estar�a desajustada con las necesidades de los automotores. Esta
nafta se llama "virgen" y luego se fracciona en torres anexas o en el reformado,
logrando tres cortes:
Nafta virgen liviana, destinado al
"pool" de motonaftas (tras ser
isomerizado, aumentando su valor oct�nico).
Intermedio (o coraz�n) enviado al reformado
como componente de la motonafta o en productos petroqu�micos, seg�n la
refiner�a.
Nafta pesada, para el
gas oil.
Producci�n de lubricantes
En una refiner�a
compleja, el residuo de la destilaci�n atmosf�rica, llamado crudo reducido, se
contin�a fraccionando bajo vac�o para seguir separando distintas fracciones sin
modificar su estructura qu�mica, obteniendo cortes b�sicos para la elaboraci�n
de lubricantes. Este residuo es refinado con solvente en la unidad de
Desasfaltado -donde se lo mezcla con propano l�quido- para separar las
resinas asf�lticas y otros componentes que perjudican la calidad de los aceites.
Luego se separa al propano del aceite y del asfalto. Posteriormente, se realiza
la Refinaci�n con furfural (sustancia que se mezcla en parte con el
aceite mineral) donde se procesan -agit�ndolas- las diferentes bases, que salen
por la parte superior, tras haber sido eliminados los compuestos arom�ticos
indeseables. Inmediatamente se realiza la separaci�n del furfural utilizado. El
paso posterior en la elaboraci�n de lubricantes es la eliminaci�n de parafinas
(Desparafinado) que se realiza con solventes especiales a bajas
temperaturas. Las parafinas deben eliminarse para que los aceites se mantengan
fluidos cuando trabajan a muy bajas temperaturas. Los solventes utilizados son:
Tolueno. Asegura la completa
solubilidad del aceite y gran fluidez al filtrado.
Metil etil cetona. Compuesto paraf�nico
"antisolvente" que asegura la precipitaci�n de las parafinas al enfriarse. El
aceite as� tratado luego es filtrado y refrigerado. Luego se recupera el
solvente disuelto en ambas fases: aceite y parafina. Libre de compuestos
arom�ticos y parafinas, la base es enviada al Hidroterminado
catal�tico,
donde se pone en contacto al aceite con gas hidr�geno en presencia de un catalizador
adecuado. Este es el �ltimo paso de la refinaci�n de los aceites bases, siendo
sus objetivos: a) Eliminaci�n del azufre. b) Mejorar la estabilidad. c) Mejorar
la resistencia a la oxidaci�n.
Las refiner�as Repsol-YPF en Argentina
Repsol YPF cuenta en
la Argentina con tres refiner�as: La Plata (Buenos Aires), Luj�n de Cuyo
(Mendoza) y Plaza Huincul (Neuqu�n). La Refiner�a La Plata elabora m�s de un
centenar de productos para el transporte e industria. Recibe petr�leo por
oleoducto y por barco desde las cuencas Golfo San Jorge y Neuquina. Procesa
diariamente 29.000 m3/d�a de petr�leo crudo. En Luj�n de Cuyo se procesan hasta
18.000 m3/d�a de crudo producido en el sur de Mendoza y norte de Neuqu�n,
mientras que Plaza Huincul -ubicada en el coraz�n de la cuenca neuquina, llega a
procesar hasta 4.700 m3/d�a de petr�leo.
