¿Cómo funciona una refinería?

Las refinerías utilizan métodos de extracción y reacciones químicas apropiados para convertir el petróleo crudo en productos de valor comercial, que pueden convertirse en una variedad de combustibles y lubricantes valiosos, y también pueden producir muchas materias primas químicas posteriores. La función básica de una refinería es el procesamiento por lotes. En este proceso, el petróleo crudo se destila y se convierte en diversas fracciones, desde el gas licuado de petróleo más ligero, hasta nafta de diferentes densidades, pasando por las fracciones más pesadas, betún y petróleo residual. Las diversas fracciones obtenidas de la destilación se procesan y mejoran para obtener productos petrolíferos de gran valor comercial, como la hidrodesulfuración para producir combustibles con muy bajo contenido de azufre y técnicas de craqueo para producir gasolina, diésel y queroseno más ligeros. Entre los productos derivados del petróleo, esta parte representa una gran proporción y el octanaje de la gasolina se puede aumentar mediante tecnología mejorada. El modelo de una refinería depende del rango de densidad del petróleo crudo que procesa y de la estructura del producto final diseñado. Las leyes de protección ambiental prohíben que las fábricas emitan sustancias nocivas y las mejoras en la composición del combustible han impulsado mejoras en las fábricas y han establecido nuevos estándares para las nuevas refinerías.

Aunque el petróleo "ligero y dulce" (baja viscosidad, bajo contenido de azufre) se puede utilizar directamente como combustible para calentar calderas de vapor, en general no se utiliza petróleo crudo sin procesar extraído del suelo. Los componentes más ligeros pueden formar vapores explosivos en el depósito y, por tanto, son muy peligrosos. Para otros fines, es necesario separar el aceite en sus diferentes componentes, como el fueloil y el aceite lubricante. Además del fueloil y los lubricantes, también se pueden obtener algunos subproductos, como plásticos, combustibles, disolventes, caucho sintético, nailon y productos de fibras químicas como la fibra de poliéster (poliéster). Como combustible fósil, el petróleo se utiliza en barcos, automóviles y motores de aviones. Los diferentes hidrocarburos tienen diferentes puntos de ebullición, lo que significa que pueden separarse mediante destilación. Debido a la enorme demanda de componentes líquidos más livianos que puedan usarse en motores de combustión interna, las refinerías modernas pueden convertir hidrocarburos pesados ​​y componentes gaseosos más pesados ​​en productos más livianos y valiosos mediante complejas tecnologías de procesamiento.

La siguiente figura es un diagrama de flujo de refinería estándar que muestra el diagrama de flujo de conversión entre la entrada de petróleo crudo y el producto final. Este diagrama solo representa una representación abstracta de cientos de refinerías de un determinado tipo y no incluye equipos auxiliares de refinería, como producción de vapor, agua de refrigeración, sistemas de soporte de energía, tanques de almacenamiento de petróleo crudo, productos intermedios y productos finales. La composición real de una refinería es mucho más de lo que se muestra en este diagrama. Por ejemplo, el destilado producido por la unidad de destilación al vacío se puede transformar en aceites lubricantes como aceite para husillos, aceite para maquinaria ligera, aceite para motores y aceite para cilindros para la industria textil. En el tambor de coque, el residuo se puede transformar en coque de petróleo.

Diagrama de flujo de refinación estándar Ilustración de todo el proceso de refinación, comenzando con la inyección de petróleo crudo y terminando con el producto final. Fuente: Shell y Total SA, 2008.

El refinado del petróleo comienza con la destilación, que separa el petróleo en sus diferentes componentes hidrocarbonados (alrededor del 84% del petróleo crudo es carbono).

“La refinación es un proceso asombroso. Los productos petroquímicos refinados se almacenan en las refinerías antes de ser transportados a estaciones de servicio, aeropuertos y plantas químicas. Además, para producir productos relacionados con el petróleo en las refinerías. el proceso de refinación también debe eliminarse con costos mínimos de contaminación del aire y del agua”

En general, el petróleo crudo se compone de los siguientes elementos o componentes químicos. Fuente: Total SA y Empresas Shell, 2008.

Carbono: 84% Hidrógeno: 14%

Azufre (hidruro, sulfato, disulfuro y azufre elemental): 1% ~ 3% Nitrógeno: < 1%.

Oxígeno (presente en componentes orgánicos como dióxido de carbono, fenoles, cetonas, ácidos carboxílicos): < 1%.

Metales (níquel, hierro, vanadio, cobre): < 1%

Sales (cloruro sódico, cloruro de magnesio y cloruro cálcico): < 1%

El producto final del refinado del petróleo está directamente relacionado con las características de composición del petróleo crudo. La gran mayoría de los productos destilados se procesan profundamente mediante medidas de conversión como el craqueo y la mejora, que cambian el tamaño y la estructura de las moléculas de hidrocarburos y las transforman en productos más útiles. Estos productos de transformación luego se separan del más ligero al más pesado mediante diversos tratamientos de procesamiento y separación. Los ejemplos incluyen extracción, hidrogenación y desulfuración para eliminar componentes no deseados y mejorar la calidad del producto. Sin embargo, la refinación, transformación, procesamiento, modulación y fraccionamiento integrales también son tecnologías de procesamiento petroquímico.