Introducción a los Procesos de Refinación OPERACIONES UNITARIAS III MAYO 2007

Etapas en la producción de petróleo Producción en boca de pozo Tratamiento Separación de Gases Deshidratación Transporte Oleoducto Barco Terrestre Refinación

Instalaciones de superficie Oil/Gas Separation Water/Gas Separator Gas Sweetening Gas Drying ( TEG, DEG) Gas Fractionation Ethylene Plant Petrochemical Industrial use Power plants Heating Motor Vehicle Gas Oil Crude oil Crude Oil Stabilization Condensate REFINERY

Clasificación de los Tipos de Petróleo Por su composición Por su densidad Por el contenido de azufre

Tipos de Petróleo Por Composición (Factor Kuop) Por densidad (ºAPI) Parafínicos Mixtos Nafténicos Aromáticos Por densidad (ºAPI) Extrapesado Pesado Mediano Liviano Muy liviano Por contenido de S Dulces Agrios

Composición del Petróleo Hidrocarburos de diferente peso molecular Azufre Nitrógeno Oxígeno Metales Sales

Curvas de destilación Ensayos normalizados (ASTM, TBP) de acuerdo al tipo de producto. Ejemplos de ensayos: Crudos: TBP (True Boiling Point) Naftas, Kerosene y Gasoil Liviano: ATSM D86 Gasoil pesado, Crudo reducido: ASTM D1160 Se determina % vaporizado a distintas temperaturas Y Curva de destilación

Curvas de destilación – TBP Crudo

Curvas de destilación - TBP Crudo y Productos

Curvas de destilación – TBP Acumulada

Otras propiedades de los productos Naftas Número de octanos (RON y MON) Tensión de vapor Contenido de benceno y aromáticos Contenido de azufre Kerosene Punto de inflamación Punto de congelamiento Contenido de agua (para JP) Gasoil Índice de cetanos Punto de enturbiamiento POFF

Refinerías en Argentina La Plata (REPSOL YPF) Luján de Cuyo (REPSOL YPF) Campana (Esso) Dock Sud (Shell) Bahía Blanca (Petrobrás) Palza Huincul (REPSOL YPF) Campo Durán (Petrobrás) San Lorenzo (Petrobrás) Otras

Tipos de Refinería Alta Conversión Media Conversión Baja Conversión

Procesos de Refinación Destilación Atmosférica y al Vacío Conversión Cracking Catalítico Craqueo Térmico Visbreaking Hydrocracking Upgrading Reforming de naftas Isomerización Alkylación Hidrotratamiento de naftas y gasoil

Procesos de Refinación Mejoradores octánicos MTBE TAME Blending Tratamiento de efluentes Aguas ácidas Aminas Claus Servicios auxiliares y offsites Vapor Agua de enfriamiento Energía Eléctrica Antorcha Nitrógeno, aire de instrumentos, etc.

Oil & Gas field Oil Gas Gas Drying Gas Sweetening Water/Gas Separator RCC Stabilization Hydrotreating Vacuum Distillation HVGO FCC Visbreaking Hydrotreater Catalytic Reformer Merox Amine treating Solvent dearomat. Sulfur recovery Butane Propane Fuel gas Sulfur Kerosine Gasoil IsoButane Gasoline Pool Fuel oil Asphalt LPG Merox Naphtha splitting LPG Concentration Alkylation Diesel Heavy Diesel AGO Residue Heavy naphtha Isomerization LVGO Coking Resid upgrading Catalytic condensation MTBE TAME Methanol Mid Distillate Coke Asphalt plant Dewaxing Hydrocracking Lube oil Lube plant Crude Atmospheric GoFiner Benzene reduction Hydrogen production De-Hydrogenation Butilene Isocracker Hydrogenation Sour Water Stripper Thermal cracking Oligomerization Oil Gas Desalting Oil & Gas field Oil Stabilization Gas Drying Gas Sweetening H2S - CO2 Water/Gas Separator

Productos típicos de una Refinería Propano / propileno Butano / butilenos Naftas (Premium, súper, normal, regular) Kerosene, JP Gasoil Fuel oil Asfalto Carbón de coque Bases lubricantes Parafinas Azufre líquido

Destilación atmosférica de crudo La destilación de crudos se basa en la transferencia de masa entre las fases líquida y vapor de una mezcla de hidrocarburos. El objetivo es extraer los hidrocarburos presentes naturalmente en el crudo por destilación, sin afectar la estructura molecular de los componentes. Se obtienen combustibles terminados y cortes de hidrocarburos para ser procesados en otras unidades.

Destilación atmosférica de crudo KERO DIESEL AGO Gas LPG LN HN Residue Desalter Preflash Crude Atmospheric Tower Overhead system Side Strippers Stabilizer Naphtha Splitter

Destilación atmosférica de crudo La vaporización comienza en el horno previo a la torre, y continúa en la zona de carga a la misma. Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio líquido – vapor: Temperatura de transferencia: máxima temperatura a la que se eleva al crudo para vaporizarlo. El rendimiento que tenga la torre dependerá de ella. Presión de trabajo (típicamente 1 kg/cm2g). Temperatura de cabeza. Inyección de vapor: el vapor disminuye la presión parcial de los hidrocarburos estableciendo nuevos equilibrios líquido – vapor y favoreciendo la vaporización de los componentes más volátiles.

Destilación atmosférica de crudo Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio líquido – vapor (cont.): Temperatura del corte: es la de extracción de cada producto, y se controla con el reflujo de cabeza y los circulantes. Caudal de extracción de productos. La temperatura de la zona flash y la presión parcial se pueden variar con la presión total de la zona flash y/o el caudal de vapor de agua inyectado. Relación volumétrica reflujo - carga: incide en la eficiencia de la separación de los productos, consiguiéndose una mejor separación si aumenta esta relación. Reflujos circulantes (PA)

Destilación atmosférica de crudo Productos y destinos típicos: Gases: unidad de concentración de gases Nafta liviana: isomerización Nafta pesada: reforming de nafta Kerosene: Merox / producto final Gasoil liviano: pool de gasoil / hidrotratamiento de gasoil Gasoil pesado: cracking catalítico / hydrocracking Crudo reducido: destilación al vacío

Links útiles http://en.wikipedia.org/wiki/Oil_refinery http://science.howstuffworks.com/oil-refining4.htm