El petróleo, tal como se extrae del
yacimiento, no tiene aplicación práctica alguna. Por ello, se hace necesario separarlo en diferentes
fracciones que sí son de utilidad. Este proceso se realiza en las refinerías.
Una refinería es una instalación industrial en la que se transforma el petróleo crudo en productos útiles para distintas aplicaciones energéticas o de otro tipo. El conjunto de operaciones que se realizan en las refinerías para conseguir estos productos se denominan “
procesos de refino”.
La industria del
refino tiene como finalidad obtener del petróleo la mayor cantidad posible de productos de calidad bien determinada, que van desde los gases ligeros, como el
propano y el
butano, hasta las fracciones más pesadas,
fuelóleo y
asfaltos, pasando por otros productos intermedios como las
gasolinas, el
gasoil,
aceites lubricantes y las naftas.
El petróleo bruto contiene todos estos productos en potencia porque está compuesto casi exclusivamente de hidrocarburos, cuyos dos elementos son el carbón y el hidrógeno. Ambos elementos al combinarse entre sí pueden formar infinita variedad de moléculas.
Los
procesos de refino dentro de una
refinería se pueden clasificar, por orden de realización y de forma general, en
destilación,
conversión y tratamiento. Antes de comenzar este proceso se realiza un análisis de laboratorio del petróleo, puesto que no todos los petróleos son iguales, ni de todos se pueden extraer las mismas sustancias. A continuación se realizan una serie de refinados “piloto” donde se experimentan a pequeña escala todas las operaciones de
refino. Una vez comprobados los pasos a realizar, se inicia el proceso.
Destilación
Recogida de líquido
La destilación es la operación fundamental para el refino del petróleo, es una operación física, pues no se producen cambios en la composición química del petróleo sino que su objetivo es conseguir, mediante calor, separar los diversos 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, llamada también “torre de fraccionamiento o de destilación”.
El petróleo pasa primero por un calentador, en el 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.
PROCESOS DE REFINOLos
hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan a temperaturas más bajas y a medida que aumenta la temperatura se van 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 atmosférico de
fuelóleo.
La
destilación es continua: el crudo calentado entra en la torre y las fracciones separadas salen a los diferentes niveles. Esta operación, no obstante, sólo suministra productos en bruto que deberán ser mejorados (convertidos) para su comercialización, dado que los procesos de destilación no rinden productos en la cantidad ni calidad demandadas por el mercado.
En cuanto a la cantidad, las fracciones obtenidas deben estar distribuidas de forma que puedan hacer frente a las necesidades de las distintas épocas del año. En invierno, las necesidades de
gasóleos y fuelóleos para calefacción serán superiores a las del verano, donde prima la producción de
gasolinas y gasolinas auto.
ConversiónPara hacer más rentable el proceso de
refino y adecuar la producción a la demanda, es necesario transformar las distintas fracciones, utilizando técnicas de conversión. Los principales procedimientos de
conversión son el “
cracking” y el “
reformado”. Son operaciones químicas, porque cambia la composición (es decir, se producen variaciones en las moléculas) de la fracción que alimenta cada proceso.
Los procedimientos de “cracking” o craqueo consisten en un ruptura molecular y se pueden realizar, en general, con dos técnicas: el craqueo térmico, que rompe las moléculas mediante calor, o el craqueo catalítico, que realiza la misma operación mediante un catalizador, que es una sustancia que causa cambios químicos sin que ella misma sufra modificaciones en el proceso. La ventaja de los catalizadores es que, en general, permiten obtener resultados similares al cracking técnico pero utilizando menos energía.
Las técnicas de
conversión también se pueden aplicar a componentes más ligeros. Este es el caso del “
reformado”. Gracias a este proceso, la
nafta puede convertirse en presencia de platino (que actúa como catalizador), en componentes de alta calidad para las
gasolinas.
TratamientoEn general, los productos obtenidos en los procesos anteriores no se pueden considerar productos finales. Antes de su comercialización deben ser sometidos a diferentes tratamientos para eliminar o transformar los compuestos no deseados que llevan consigo. Estos compuestos son, principalmente, derivados del azufre.
Con este último proceso de eliminación, las
refinerías obtienen productos que cumplen con las normas y especificaciones del mercado. El proceso de craqueo catalítico, antes mencionado, permite la producción de muchos
hidrocarburos diferentes que luego pueden recombinarse mediante la
alquilación, la isomerización catalítica para reformar o fabricar productos químicos y combustibles de elevado
octanaje para motores.
La utilización de algunos de estos productos ha dado origen a una gigantesca industria
petroquímica que produce alcoholes, detergentes, caucho sintético, glicerina, fertilizantes, azufre, disolventes, materias primas para fabricar medicinas, nailon,
plásticos, pinturas, poliésteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes, así como otros componentes para la producción de abonos. Estas plantas son instalaciones que dependen de la refinería para su abastecimiento, pero de funcionamiento separado, suelen estar situadas en las proximidades de las refinerías. Las plantas de tratamiento más usuales son:
MTBE, para mejorar la calidad de la gasolina, alquilación, para sustituir los derivados de plomo, e isomerización, para obtener productos de alto índice de
octano que son utilizados para las gasolinas.
PORCENTAJES DE LOS DISTINTOS PRODUCTOS REFINADOSEn EE.UU., en 1920, un
barril de crudo, que contiene 159 litros, producía 41,5 litros de gasolina, 20 litros de
queroseno, 77 litros de
gasoil y destilados y 20 litros de destilados más pesados.
Hoy un barril de crudo produce 79,5 litros de gasolina, 11,5 de combustible para reactores, 34 litros de gasoil y destilados, 15 litros de
lubricantes y 11,5 litros de residuos más pesados.
DISTRIBUCIÓN DE LOS PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO
Los productos
derivados del petróleo alimentan no sólo a otras industrias, sino, sobre todo, a los consumidores industriales o privados. Al principio resultaba más económico situar las
refinerías junto a las explotaciones petrolíferas, mientras que ahora, los progresos realizados en la técnica de los
oleoductos han dado lugar a una evolución que conduce a instalar las refinerías cerca de los grandes centros de consumo.
Una vez obtenidos los derivados petrolíferos, las empresas deben distribuir sus productos a los clientes. En general, estos productos salen de las refinerías a granel, aunque algunos se envasan en latas o bidones, listos para su uso. Los grandes consumidores, como las eléctricas o las industrias químicas, reciben el suministro directamente de la refinería, por oleoducto o por carretera. Los consumidores de menos cantidades son abastecidos, generalmente, desde centros de
almacenamiento y distribución.
Aunque los derivados del petróleo forman una gama muy variada, el 90% de ellos se destinan a satisfacer las necesidades energéticas del mundo. Es decir, estamos hablando de los combustibles.Otros derivados
- Aceites (lubricantes, grasas)
- Asfaltos (para carreteras, pistas deportivas)
- Aditivos (para mejorar combustibles líquidos y lubricantes)
PROCESO DE REFINO DE PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO