REFINACION – HISTORIA Y PROCESOS DE REFINO EN EL PERU

HISTORIA DE LA REFINACION EN EL PERU. En 1852, el físico y geólogo canadiense Abraham Gessner obtuvo una patente para producir a partir de petróleo crudo un combustible para lámparas relativamente limpio y barato, el queroseno. Tres años más tarde, el químico estadounidense Benjamín Silliman publicó un informe que indicaba la amplia gama de productos útiles que se podían obtener mediante la destilación del petróleo.

Con ello empezó la búsqueda de mayores suministros de petróleo. Hacía años que la gente sabía que en los pozos perforados para obtener agua o sal se producían en ocasiones filtraciones de petróleo, por lo que pronto surgió la idea de realizar perforaciones para obtenerlo. Los primeros pozos de este tipo se perforaron en Alemania entre 1857 y 1859, pero el acontecimiento que obtuvo fama mundial fue la perforación de un pozo petrolífero cerca de Oil Creek, en Pennsylvania (Estados Unidos), llevada a cabo por Edwin L. Drake, el Coronel, en 1859. Drake, contratado por el industrial estadounidense George H. Bissell —que también proporcionó a Sillimar muestras de rocas petrolíferas para su informe—, perforó en busca del supuesto “depósito matriz”, del que parece ser surgían las filtraciones de petróleo de Pennsylvania occidental. El depósito encontrado por Drake era poco profundo (21,2 m) y el petróleo era de tipo parafínico, muy fluido y fácil de destilar.

El éxito de Drake marcó el comienzo del rápido crecimiento de la moderna industria petrolera. La comunidad

POZO DRAKE

científica no tardó en prestar atención al petróleo, y se desarrollaron hipótesis coherentes para explicar su formación, su movimiento ascendente y su confinamiento en depósitos. Con la invención del automóvil y las necesidades energéticas surgidas en la I Guerra Mundial, la industria del petróleo se convirtió en uno de los cimientos de la sociedad industrial.

Desde el principio era la transformación de los procesos primarios a secundarios principalmente la gasolina y aquellos productos gaseosa eran llevados hacia la atmósfera. La fuente de carbón mineral, la fermentación de los carbohidratos para la obtención del alcohol y del alcohol etílico son generados por la destilación. Durante la segunda guerra mundial se dieron la obtención de productos sintéticos para reemplazar a los productos naturales, lo que en desarrollo se a ido transformando en un proceso de refinación mas liviana

En el Perú, desde hace tiempo ya se extraía el petróleo, en Santa Elena, Cerros de Amotape y las emanaciones de Pirin. En el Perú antigua el petróleo se usaba en la brea en construcciones, en ceremonias rituales y medicinales  así como las leyendas. El petróleo ya se había conocido hasta la actualidad y su extracción y refinación se dio después de que llegaran los españoles.

En 1863, le ing., A. Prentice de la fabrica de Gas de Lima, llego a Zorritos y exploto el petróleo liviano de 35 grados API. El Estadounidense Larkin, formo la Compañía Peruana de Petróleo lo cual llego en 1866 se llego a producir en tres pozos 480 barriles por dia. Luego de un declive Larkin se retira del país. En 1871 se constituyo la compañía Peruana de Refinación del Petróleo sucesora de la compañía Peruana de petróleo, que fue la primera empresa refinadora del país.

POZO DE PETROLEO EN ZORRITOS, PERU

Después las empresas extranjeras incursionaron por el país. En 1661 se fundo la Heath, Petroleum Co., y la empresa Perú Petroleum Company. En 1911, la London Pacific trabajaba en la propiedad de Tweddle y Keswick. Donde se encontraba la brea y pariñas y las Lobitos Oilfields Ltd. En donde se refinaba el petróleo. En el gobierno de Oscar Raymundo Benavides se compro una refinería de 1200 barriles diarios de capacidad a la que se conoció como Villar. En lo cual  producido kerosén, diesel y residual.

En 1940 se inicio la industria estatal de refinación del petróleo poniéndose en servicio en zorritos con 1300 Bb. /d.

En 1954 se desmonto la refinería del villar de zorritos y se traslado a Iquitos donde inicio sus operaciones con 1100 Bb. /d, suministrados por la compañía Ganso Azul. S obtenía Kerosén, diesel, y petróleo industrial. En 1982 se crea la refinería de Iquitos. En la Década de los 60 la refinería de talara se amplia y se construyo la unidad de destilación primaria con capacidad para procesar 62000 Bb. /d. En 1962 inicio operaciones la refinería Conchan diseñada para tratar 2200 Bb./d., y ya en 1867 se construyo la unidad de destilación al Vació de 3000bb/d., Empresas japonesas crearon la refinería la Pampilla  la cual se inauguro en 1967 ubicada al norte del callao teniendo como base las destilaciones de craqueo catalítico y reformacion catalítica, única en el país para la obtención de gasolina de alto octanaje. En 1868 se amplio la capacidad de destilación primaria de la refinería de conchan y una unidad de destilación al vació

Petroperu firmo un contrato de explotación en Corrientes _Pava yacu en donde se dio un promedio de 7257 bb/d., con un buen crudo de alta calidad. En 1991 Petroperu subasto la refinería Conchan. En la actualidad existen 7 refinerías operativas las cuales en la cual la Refinería de Talara es la mas antigua.

REFINERIA TALARA

 PROCESO DE REFINACION DEL PETROLEO:

Los hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan a temperaturas más bajas y a medida que aumenta la temperatura se van

DESTILACION PRIMARIA Y AL VACIO

evaporando las moléculas más grandes. Las fracciones  más ligeras del crudo, como son los gases y la nafta, ascienden hasta la parte superior de la torre. A medida que descendemos, nos encontramos con los productos más pesados: el queroseno, gasoil ligero, gasoil pesado. En último lugar, se encuentra el residuo de fuel óleo atmosférico. Existen 2 tipos de tratamiento las cuales van a hacer uno fisico y el otro químico.

 Destilación fisica:

  1. Destilación  primaria o atmosférica.
  2. Destilación secundaria o al vació.

Destilación quimica:

  1.  Desintegración Térmica.
  2.   Desintegración Catalítica.

Otros procesos mas frecuentes:

  • Reducción de viscosidad
  • Reformación de naftas.
  • Desulfuración.
  • Fraccionamientos de líquidos.
  • Alquilación.
  •  Isomerización….etc.                       

PROCESO FISICO:

DESTILACION PRIMARIA O ATMOSFERICA:

La destilación es la operación fundamental para el refino del petróleo. Su objetivo es conseguir, mediante calor, separar los diversos

DESTILACION PRIMARIA

componentes del crudo. Cuando el crudo llega a la refinería es sometido a un proceso denominado “destilación fraccionada”. En éste, el petróleo calentado es alimentado a una columna, llamado también “torre de fraccionamiento o de destilación”. El petróleo pasa primero por un calentador que alcanza una temperatura de 370ºC y posteriormente es introducido en una torre, donde comienza a circular y a evaporarse. De esta forma se separan los productos ligeros y los residuos.

DESTILACION AL VACIO:

Destilación al Vacío en el proceso de refinación significa que el producto a ser destilado se encuentra sometido a una presión por debajo de la atmosférica para que su punto de ebullición sea menor

COLUMNA DE VACIO

Considerando que en una destilación atmosférica, operando a tan bajas presiones y tan altas temperaturas de zona flash como sea posible se vaporizará la máxima cantidad de hidrocarburos, sin embargo se estima que por los cortes del rango de destilación (TBP) entre 700 y 800 ºF. el residuo atmosférico (crudo reducido), aún contiene un gran volumen de destilados los cuales pueden ser recuperados mediante la operación de destilación al vacío.

La temperatura máxima en la zona flash de una columna. de destilación al vacío, pueden ser de hasta 1125 ºF Esta temperatura límite está fuertemente influenciada por el contenido de metales de los destilados, particularmente el Vanadio y otros como el níquel, cromo etc. Por el fondo de la torre se inyecta vapor de agotamiento para reducir la presión parcial del líquido del fondo que favorece la destilación. El fondo de la columna es de diámetro más reducido en su parte inferior para disminuir el tiempo en que el fondo permanece a una temperatura elevada. También se provee una línea de entrada de aceite de enfriamiento (quench) para proteger a las bombas de fondos.

PROCESO QUIMICO:

CRAQUEO TERMICO:

El proceso de craqueo térmico, o pirolisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo por aumentar el rendimiento de la destilación. En este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de gasolina —compuesta por este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de crudo. No obstante, la eficiencia del proceso era limitada porque, debido a las elevadas temperaturas y presiones, se depositaba una gran cantidad de coque (combustible sólido y poroso) en los reactores..

DESINTEGRACION CATALITICA O CRACKING CATALITICO: 

Este cracking produce los hidrocarburos requeridos para naftas de números de octano elevado, pero además se obtiene hidrocarburos gaseosos que son materia prima para la petroquímica. Este a desplazado al térmico siendo el mejor proceso para transformar destilados de nafta.

Los procesos se clasifican en tres tipos:

  • Lecho Fijo: En este proceso se conduce los vapores del producto al reactor y se somete al periodo de regeneración del catalizador, trabajando con varios reactores, el proceso es continuo
  • Lecho Móvil: Se cambia la posición del catalizador yendo del reactor al regenerado
  • Lecho Fluido: En esta operación se hecha como catalizador polvo finamente pulverizado, al moverse del reactor al regenerador.

REFORMING:

Es la reformación de la estructura molecular de las naftas. Las naftas extraídas directamente de la destilación primaria suelen tener moléculas lineales por lo que tienden a detonar por presión. Por eso el reforming se encarga de “reformar” dichas moléculas lineales en ramificadas y cíclicas.

 

     CH3(CH2)5CH3   —–PT/ SIO2/AL2O3———–   Tolueno

Reformateo

REFORMING CATALITICO SIN ADITIVOS ANTIDETONANTES:

Se deshidrogenan alcanos tanto de cadena abierta como cíclica para obtener aromáticos, principalmente benceno, tolueno y xilenos, empleando catalizadores de platino -renio -alúmina. Es posible convertir ciclohexanos sustituidos en bencenos sustituidos; parafinas lineales como el n-heptano se convierten en tolueno y también los ciclo pentanos sustituidos pueden convertirse en aromáticos.

ALQUILACION:

Proceso para la producción de un componente de gasolina de alto octano por síntesis de butilenos con isobutano. El proceso de alquilación es una síntesis química por medio de la cual se une un alcano ramificado al doble enlace de un alqueno, extraído del craking o segunda destilación. Al resultado de la síntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto constituido por componentes isoparafínicos. Su objetivo es producir una fracción cuyas características tanto técnicas (alto octano) como ambientales (bajas presión de vapor y reactividad fotoquímica) la hacen hoy en día, uno de los componentes más importantes de la gasolina reformulada. La alquilación es un proceso catalítico que requiere de un catalizador de naturaleza ácida fuerte, y se utilizan para este propósito ya sea ácido fluorhídrico o ácido sulfúrico.

ISOMERIZACION:

Convierte la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en una cadena ramificada. Se hace sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes. Las parafinas, son hidrocarburos constituidos por cadenas de átomos de carbono asociados a hidrógeno, que poseen una gran variedad de estructuras; cuando la cadena de átomos de carbono es lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto es una isoparafina.   Las reacciones de isomerización son promovidas por catalizador de platino.

POLIMERIZACION:

Consiste en la conversión de hidrocarburos no saturados de peso molecular bajo (gases) por polimerización a combustibles para motores (naftas) de alto numero de octano.

DESULFURIZACION:

Es el proceso mediante el cual al crudo o petróleo pasa por un lugar en donde se le extrae todas las composiciones de azufre y sus derivados.

EQUIPOS USADOS EN UNA REFINERIA DE PETROLEO

COLUMNA DE FRACCIONAMIENTO:

Es una torre en donde puede tener hasta 9 metros de altura y es en donde el petróleo se fracciona de acuerdo al punto de ebullición. Además no solo existe una sino varias para tratamientos como destilación al vacío u otros para lo cual se hace el craqueen u otra reformaciones.

BANDEJA HORIZONTAL:

Estos platos son muy numerosos lo cual su objetivo es procurar un contacto eficiente entre los vapores y el líquido con un mínimo de caída de presión. En estos platos se van a depositar las sustancias fraccionadas del petróleo los cuales de acuerdo a su temperatura de ebullición ellas aumentan de arriba hacia abajo hasta darnos productos pesados en donde serán luego pasados a otra columna para su respectiva división por medio de su volatilidad.

BANDEJA HORIZONTAL

CALDERA U HORNO:

Es donde el petróleo se calienta hasta a temperaturas elevadas no pasando los 400’C., ya que sino ocurriria un crackin o rompimiento de las moléculas del hidrocarburo.

 INTERCAMBIADOR DE CALOR AL VACIO:

Extraen el calor de un fluido a través de la absorción del otro lo cual hace enfriar el destilado a una temperatura considerable.

COALESCEDORES R DESHIDRATORES ( FILTROS DE SAL):

Los cortes laterales de Solvente y Diesel llegan a los coalescedores. Los coalescedores D-122 y D-123 son recipientes para separar el agua de las corrientes de Solvente y diesel. El D-122 internamente tiene anillos raschig para favorecer la coalescencia del agua. El D-123 en cambio es un recipiente simple de separación de agua del hidrocarburo.

 DRUMS O ACUMULADORES DE TOPE:

Son recipientes de separación por decantación de la gasolina pesada (V-1) y liviana (V-2) del agua condensado en el sistema de enfriamiento de tope (E-1 y E-6) y en el sistema de enfriamiento de los gases y vapores de salida del acumulador V-1 (E-15). Cada acumulador dispone de un colector tipo pierna que es un acumulador de agua con control automático y/o manual, . El drum acumulador tope se maneja con control automático hacia los tanques de producción de gasolina. Acostumbran tener un rompedor de vórtice en el tubo de succión de la gasolina.

 TRATAMIENTO CAUSTICO DE SODA:

Para eliminar los mercaptanos y el H2S de hidrocarburos ligeros es usado la Cal y la sosa cáustica para eliminarlos constituyentes ácidos que están en el petróleo lo cual es usado frecuentemente para gases licuados para eliminar el H2S.

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