El refino de petróleo crudo es un proceso industrial que transforma el petróleo crudo sin procesar en productos útiles como gasolina, diésel, combustible para aviones, aceite para calefacción, lubricantes, asfalto y materias primas petroquímicas. El proceso principal generalmente incluye tres etapas principales:
1. Separación (Destilación): El petróleo crudo se calienta en un horno y se introduce en una columna de destilación alta. Los componentes se separan según sus puntos de ebullición:
* Las fracciones más ligeras (como gases, nafta para gasolina) suben a la parte superior.
* Las fracciones medias (como queroseno/combustible para avión, diésel) se condensan en la parte media.
* Las fracciones más pesadas (como gas oil, bases para aceites lubricantes) se condensan más abajo.
2. Conversión: Las fracciones más pesadas y menos valiosas provenientes de la destilación se transforman en productos más ligeros y de mayor valor mediante procesos químicos:
Cracking: División de moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas (por ejemplo, Craqueo Catalítico Fluidizado - FCC, Hidrocraqueo).
Unión/Combinación: Combinar moléculas pequeñas para formar otras más grandes (por ejemplo, Alquilación).
Reordenamiento: Cambiar la estructura molecular para mejorar la calidad (por ejemplo, Reformado para crear componentes de gasolina de alto octanaje).
3. Tratamiento: Refinado de productos intermedios y finales para eliminar impurezas (como azufre, nitrógeno, metales) y mejorar la estabilidad y el rendimiento. Los métodos comunes incluyen:
Hidrotratamiento: Uso de hidrógeno y catalizadores para eliminar azufre (desulfurización), nitrógeno y saturar las moléculas.
Purificación: Eliminación de compuestos de azufre malolientes (mercaptanos).
Los productos refinados se mezclan posteriormente según las especificaciones y se envían para su distribución y venta. Las refinerías modernas son instalaciones complejas e integradas que optimizan continuamente estos procesos para cumplir con las demandas del mercado y las regulaciones ambientales.
| Artículo | Nafta | Primera línea atmosférica - combustible para aviones | Segunda línea atmosférica - diésel | Tercera línea atmosférica - diésel | Destilado superior de la línea al vacío - diésel | Primera línea al vacío - diésel | Segunda línea al vacío - aceite base | Tercera línea al vacío - aceite base | Vacío Línea de craqueo del petróleo |
| Punto de Inflamación | ＞28 | ＞60 | ＞60 | ＞60 | ＞60 | ＞180 | ＞200 | ||
| Presión de vapor kpa | 78 | ||||||||
| viscosidad（mm2/s） | 1.25 | 3.8 | 4.5 | 5.0 | 5.1 | ＜40 | ＜74 | ||
| humectación | PPM | PPM | PPM | PPM | PPM | PPM | PPM | PPM | PPM |
| apariencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia | transparencia |
| Densidad kg/m3 | 699-745 | ＞775 | ＞800 | ＞800 | ＞800 | ＞800 | ＞850 | ＞870 | ＞880 |
| Rango de destilación ℃ | ≈41-159 | 130-280 | 160-350 | 200-360 | 250-360 | 280-360 | ＜420 | ＜460 | ＜480 |
| Índice de octano | 60 | ||||||||
| Índice de cetano | 48 | 55 | 60 | 65 | |||||
| Punto de condensación ℃ | ≈-40 | ≈-40 | ≈-30 | ≈-20 | ≈-20 | ≈-20 |
La unidad está compuesta por la parte de intercambio térmico, la parte de desalinización eléctrica, la parte de destilación inicial, la parte de destilación atmosférica y la parte de destilación al vacío.
Esquema del producto
El plan de producto de la unidad es el siguiente: reformado (nafta) — queroseno para aviación — diésel — programa de hidrotratamiento/refinación de aceite de parafina.
Los principales productos son los siguientes:
Nafta — como materia prima para reformado catalítico.
Primera línea lateral del columnas atmosféricas — como materia prima para hidrogenación de queroseno de aviación.
segunda línea lateral de aceite de la columna atmosférica——Como materia prima para hidrogenación de diésel.
Tercera línea lateral de aceite de la columna atmosférica——Como materia prima para hidrogenación de diésel.
Línea superior de aceite de la columna de vacío——Como materia prima para hidrogenación de diésel.
Primera línea lateral de aceite de la columna de vacío——Como materia prima para hidrogenación de diésel.
Segunda línea lateral de aceite de la columna de vacío——Como materia prima para hidrogenación/cracking de aceite pesado
Tercera línea lateral de aceite de la columna de vacío——Como materia prima para hidrogenación/cracking de aceite pesado
Cuarta línea lateral de aceite de la columna de vacío——Como materia prima para hidrogenación/cracking de aceite pesado
Residuo de vacío——Como materia prima para craqueo catalítico/coquización/disolución/asfalto oxidado de aceite pesado
1. ¿Qué es una refinería de petróleo crudo?
Una refinería es una instalación industrial donde se procesa y refina el petróleo crudo para convertirlo en productos útiles (por ejemplo, gasolina, diésel, combustible para aviones, productos químicos) mediante separación física, conversión química y purificación.
2. ¿Cuáles son las unidades clave en una refinería?
Las unidades principales incluyen:
- Unidad de Destilación Atmosférica (ADU): Separa el petróleo crudo en fracciones (nafta, queroseno, diésel, etc.) basándose en los puntos de ebullición.
- Unidad de Destilación al Vacío (VDU): Procesa aún más los residuos pesados de la ADU bajo presión reducida.
- Unidad de Cracking Catalítico Fluidizado (FCCU): Descompone hidrocarburos pesados en combustibles más ligeros (por ejemplo, gasolina) utilizando un catalizador.
- Hidrotratador (Hydrotreater): Elimina azufre, nitrógeno y metales empleando hidrógeno para cumplir con las normas ambientales.
- Reformador: Convierte nafta de bajo octanaje en componentes para gasolina de alto octanaje.
3. ¿Por qué la destilación es el primer paso?
El petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos con distintos puntos de ebullición. La destilación lo separa en fracciones ("cortes") para un procesamiento específico aguas abajo.
4. ¿Cómo funciona una unidad de FCC?
El gasóleo pesado se mezcla con polvo de catalizador caliente, rompiendo las moléculas en compuestos más ligeros. El catalizador usado se regenera quemando los depósitos de coque y luego se recicla.
5. ¿Cuál es la finalidad del hidrotratamiento?
El hidrotratamiento elimina impurezas (azufre, nitrógeno) para:
- Cumplir con las normativas ambientales (por ejemplo, diésel con ultra bajo contenido de azufre).
- Proteger los catalizadores en unidades aguas abajo del envenenamiento.
6. ¿Qué provoca la corrosión en los equipos de refinería?
La corrosión resulta de:
- Compuestos de azufre (por ejemplo, H₂S en petróleo crudo ácido).
- Ácidos orgánicos (ácidos nafténicos).
- Cloruros en agua cruda o de refrigeración.
Materiales como acero inoxidable/revestimiento e inhibidores de corrosión se utilizan para mitigar daños.
7. ¿Qué es el "coking" y cuándo se utiliza?
El coking es un proceso severo de craqueo térmico que convierte residuos pesados en productos más ligeros y coque petrolero sólido. Se utiliza cuando los residuos no pueden procesarse económicamente en otro lugar.
8. ¿Para qué se utilizan los intercambiadores de calor?
Los intercambiadores de calor recuperan calor entre corrientes de proceso (por ejemplo, calentar petróleo crudo antes de la destilación utilizando corrientes de producto calientes), mejorando significativamente la eficiencia energética.
9. ¿Por qué son críticos los compresores?
Los compresores manejan gases (por ejemplo, hidrógeno para hidrotratamiento, gas combustible de refinería). Su falla puede detener unidades enteras. La confiabilidad se asegura mediante redundancia y mantenimiento riguroso.
10. ¿Qué sistemas de seguridad protegen a las refinerías?
Válvulas de Alivio de Presión (PSVs): Evitan la sobrepresión en recipientes/tuberías.
Sistemas de Antorcha: Queman de forma segura las liberaciones de hidrocarburos de emergencia.
Detectores de Gas: Monitorean fugas de H₂S, hidrocarburos o materiales combustibles.
Sistemas de Agua Contra Incendios: Suprimen incendios mediante rociadores en racimo/espuma.
11. ¿Cómo se mantiene el equipo de refinería?
Paradas Programadas: Apagado completo de la planta cada 3–6 años para inspección, limpieza y reparaciones.
Mantenimiento Predictivo**: Utiliza análisis de vibraciones, termografía y monitoreo de corrosión para prevenir fallos.
12. ¿Qué controles ambientales se utilizan?
Depuradores: Eliminan SO₂ del gas de combustión (por ejemplo, gas de desecho del regenerador de craqueo catalítico fluido).
Tratamiento de Aguas Residuales: Elimina aceite, productos químicos y sólidos antes del vertido/reutilización.
Captura de carbono: Tecnología emergente para reducir las emisiones de CO₂ (por ejemplo, de plantas de hidrógeno).
13. ¿Por qué necesitan las refinerías hidrógeno?
El hidrógeno es esencial para:
- Hidrotratamiento (para desulfurizar combustibles).
- Hidrocracking (para transformar aceites pesados en combustibles ligeros).
Se produce en el sitio mediante reformado con vapor de metano (SMR).
14. ¿Pueden las refinerías procesar todo tipo de petróleo crudo?
No. Las refinerías están optimizadas para grados específicos de crudo (por ejemplo, crudo ligero dulce, crudo pesado ácido). Cambiar el tipo de crudo puede requerir ajustes o actualizaciones de equipos.
15. ¿Dónde puedo aprender más sobre la tecnología de refinería?
- Guías industriales: API (Instituto Americano del Petróleo), UOP (Honeywell).
- Organizaciones: AFPM (American Fuel & Petrochemical Manufacturers).
- Publicaciones: Hydrocarbon Processing, Oil & Gas Journal.
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