PRODUCCIóN REFINO PETRóLEO

Productos del refino del petróleo

La demanda de los consumidores por productos mejores y diversos ha estimulado como respuesta la evolución continua del refino de petróleo.

Todo empieza con la producción de queroseno como fuente de combustible alternativa a la luz más barata y de mejor calidad que el aceite de ballena seguida por la producción de benceno, gasolina y gasóleos diesel a partir de la elaboración del motor de combustión interna y por la evolución del aeroplano, cuando hizo falta la gasolina de aviación de alto octanaje y el combustible para aviones de reacción (forma más elaborada del producto original de las refinerías, el queroseno).

En términos generales los productos fabricados en las refinerías actuales son utilizados como materia prima y clasificados como combustibles, cargas petroquímicas, disolventes, aceites de proceso, lubricantes y productos especiales como cera, asfalto y coque.

Varios productos químicos se aplican o se forman como resultado del procesado de hidrocarburos.

Se puede describir los que son específicos y característicos del refino:

Dióxido de azufre
Niveles altos de dióxido de azufre son encontrados en el gas procedente de la combustión de combustibles de alto contenido en azufre, eliminado por lo común si lavado con agua.

 

Cáusticos
Con el fin de neutralizar ácidos y reducir la corrosión son añadidos cáusticos al agua de desalinización y también al crudo desalinizado para reducir la cantidad de cloruros corrosivos de los productos de las zonas superiores de la torre. Aplicados en procesos de tratamiento de las refinerías para descartar contaminantes de las corrientes de hidrocarburos.

Óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono Hasta 200 ppm de óxido nítrico está presente en el gas de chimenea, que reacciona lentamente con el oxígeno y forma dióxido de nitrógeno. No se descarta el óxido nítrico por el lavado con agua, pero el dióxido de nitrógeno sí se disuelve en el agua y forma ácido nitroso y nítrico. A no ser que la combustión sea anómala, generalmente el gas de chimenea sólo contiene una pequeña cantidad de monóxido de carbono. Acido sulfhídrico Presente de modo natural en casi todos los crudos de petróleo y formado también durante el procesado por la descomposición de compuestos de azufre inestables. Más pesado que el aire y soluble en agua, es un gas excesivamente tóxico, incoloro e inflamable, con un olor a huevos podridos, perceptible a concentraciones muy por debajo de su límite de exposición, que es muy bajo. Son necesarios detectores especiales para alerta de su presencia y se ha de llevar protección respiratoria adecuada, ya que solo el olor desensibiliza casi al momento los sentidos. Niveles bajos de exposición provocan irritación, mareos y cefaleas, mientras que niveles por encima de los límites prescritos provoca depresión del sistema nervioso y hasta la muerte.

Agua amarga
Se produce cuando el vapor absorbe fracciones de hidrocarburos en el proceso de destilación, en la regeneración de catalizador o cuando absorbe ácido sulfhídrico durante el hidrotratamiento y el hidroacabado. También se forma por la adición de agua a procesos para absorber ácido sulfhídrico y amoníaco, algunos de sus componentes, entre fenoles, hidrocarburos y compuestos de azufre de bajo peso molecular.

Acido sulfúrico y ácido fluorhídrico
Utilizados como catalizadores en los procesos de alquilación. Algunos procesos de tratamiento emplean el ácido sulfúrico.

Catalizadores sólidos
Distintos catalizadores sólidos y de numerosas formas distintas son utilizados en los procesos de refino:

Pastillas extruidas: En unidades de lecho móvil y fijo / Partículas esféricas finas: En procesos de lecho fluido.

Impregnados de cobalto, níquel o molibdeno: En procesos que eliminan el azufre.

De función ácida (arcilla natural, alúmina-silíce y zeolitas): En las unidades de craqueo.

De función ácida impregnados de platino u otros metales nobles: En la isomerización y la reforma.

Agotados: A veces contienen metales, aceites aromáticos, compuestos aromáticos policíclicos cancerígenos u otros materiales peligrosos (también pueden ser pirofóricos) y necesitan medidas especiales de manipulación y protección frente a las exposiciones.

Combustibles
Los principales productos combustibles son:

Gas de petróleo licuado (GPL): Producido para ser utilizado como combustible, se constituye de mezclas de hidrocarburos parafínicos y olefínicos, como el propano y el butano. Se almacena y manipula en fase líquida a presión y tiene puntos de ebullición que van desde cerca de 74 °C hasta +38 °C. Incoloro y con vapores más pesados que el aire y extremadamente inflamables. Desde la perspectiva de la salud y seguridad en el trabajo, sus cualidades a destacar son la presión de vapor y el control de los contaminantes.

Gasolina: Producto principal de las refinerías, la gasolina para motores es una mezcla de fracciones de hidrocarburos con puntos de ebullición relativamente bajos, incluida la gasolina reformada, de alquilato, nafta alifática (nafta ligera de destilación directa), nafta aromática (nafta de craqueo térmico y catalítico) y aditivos. Tiene puntos de ebullición que van desde temperaturas ambiente hasta unos 204 °C, y un punto de inflamación inferior a –40 °C. Para mejorar su rendimiento y proporcionar protección frente a la oxidación y la corrosión, se utilizan los aditivos. Sus cualidades críticas son el índice de octano (cualidad antidetonante), la volatilidad (arranque y tapón de vapor) y la presión de vapor (control ambiental). La gasolina empleada en aviación tiene alto índice de octano y es una mezcla especialmente estudiada para proporcionar buen rendimiento a grandes altitudes.

Plomo tetraetílico (PTE) y Plomo tetrametílico (PTM): Aditivos indicados para mejorar los índices de octano y las cualidades antidetonantes de la gasolina. Excepto en la gasolina empleada en aviación, no se utilizan más habitualmente, con el fin de reducir la presencia de plomo en las emisiones de escape de los automóviles. Como sustitutos se utilizan etilbutiléter terciario (EBET), metilbutiléter terciario (MBET), amilmetiléter terciario (AMET) y otros compuestos oxigenados.

Combustible para motores de reacción y queroseno: Utilizado para alumbrado, calefacción, disolventes y para mezclar con gasóleo diesel, el queroseno es una mezcla de parafinas y naftenos, generalmente con menos de un 20 % de componentes aromáticos, con un punto de inflamación superior a 38 °C y un intervalo de temperaturas de ebullición de 160 °C a 288 °C. Destilado intermedio de queroseno, las cualidades críticas del combustible para motores de reacción son el punto de congelación, el punto de inflamación y el punto de humo. El combustible comercial para motores de reacción tiene un rango de ebullición de cerca de 191°C a 274 °C, y el de uso militar, un rango de 55 °C a 288 °C.

Combustibles de destilación: Los gasóleos diesel y los de calefacción doméstica son mezclas de color claro de parafinas, naftenos y componentes aromáticos, que pueden tener cantidades moderadas de olefinas. Con puntos de inflamación superiores a 60 °C y rangos de ebullición de cerca de 163 °C a 371 °C, para mejorar la estabilidad frecuentemente se someten a hidrodesulfuración. Al ser combustibles, emiten vapores que forman mezclas inflamables con el aire cuando se tratan. Los puntos de inflamación y de goteo controlados, la combustión limpia, la ausencia de formación de depósitos en los tanques de almacenamiento y un índice de cetano de los gasóleos diesel apto a un buen arranque y una combustión satisfactoria son algunas de sus cualidades útiles.

 

Combustibles residuales: Mezclas líquidas de color oscuro y alta viscosidad de moléculas grandes de hidrocarburos, con puntos de inflamación superiores a 121 °C y altos puntos de ebullición, los combustibles residuales o combinaciones de combustibles residuales y de destilación son utilizados por muchos barcos e instalaciones comerciales e industriales para generación de energía y calor y para procesado. Sus especificaciones críticas son la viscosidad y el bajo contenido de azufre (para el control ambiental).

Cargas petroquímicas
Hay muchos productos derivados del refino de crudos de petróleo aplicados en la industria petroquímica como materias primas para la producción de plásticos, amoníaco, caucho sintético, glicol, etc. Son hidrocarburos olefínicos derivados de procesos de craqueo de refinerías como el etileno, propileno y butadieno.

Disolventes derivados del petróleo
Según su composición, se clasifican en aromáticos (con mayor toxicidad) y no aromáticos y su empleo como diluyentes de pintura, líquidos de limpieza en seco, desengrasantes, disolventes industriales y de plaguicidas, etc., suele estar determinado por su punto de inflamación, con variación entre mucho menos de –18 °C hasta más de 60 °C. Se obtienen a partir de varios compuestos puros, entre ellos el benceno, el tolueno, el xileno, el hexano y el heptano, cuyos puntos de ebullición y composición en cuanto a hidrocarburos están estrictamente controlados. Presentan riesgos similares a los de los combustibles, ya que los que tienen un punto de inflamación más bajo son inflamables, y sus vapores pueden entrar en ignición cuando se mezclan con aire que está dentro del rango de inflamabilidad.

Aceites de proceso
Comprendiendo el rango de alto punto de ebullición, los productos de destilación directa atmosférica o al vacío, y los que se obtienen por craqueo térmico o catalítico y utilizados como cargas para craqueo o fabricación de lubricantes, los aceites de proceso presentan viscosidades bastante altas, puntos de ebullición comprendidos entre 260 °C y 538 °C y puntos de inflamación superiores a 121 °C. Son mezclas complejas con grandes moléculas de hidrocarburos parafínicos, nafténicos y aromáticos con más de 15 átomos de carbono. Como compuestos de azufre, nitrógeno y oxígeno, contienen altas concentraciones de HAP y son irritantes para la piel. Se debe controlar la exposición cutánea con medios de protección personal y prácticas higiénicas adecuadas y evitar la inhalación de vapores y nieblas.

Lubricantes y grasas
Mezclas de color claro a intermedio, baja volatilidad y viscosidad entre intermedia y alta, de aceites parafínicos, nafténicos y aromáticos, con rangos de ebullición entre 371 °C y 538 °C, los aceites lubricantes básicos se obtienen a partir de procesos de refino especiales según requisitos específicos de los clientes. Se mezclan a aditivos (desemulsificantes, antioxidantes y elementos que mejoran de la viscosidad) a fin de proporcionarles las características exigidas a los aceites de motor, aceites hidráulicos y para turbinas, grasas industriales, lubricantes, aceites para engranajes y aceites de corte. Su cualidad más crítica es el alto índice de viscosidad, que a temperaturas variables proporciona menores cambios en viscosidad. El petróleo crudo utilizado como carga presenta tal característica, o se la consigue a partir de aditivos que mejoren el índice de viscosidad. Para mantener en suspensión cualquier lodo formado durante su uso, se añaden detergentes.
Las mezclas de aceites lubricantes y jabones metálicos (a los que se añaden materiales de función específica, como amianto, grafito, molibdeno, siliconas y talco para proporcionar aislamiento o lubricidad) origina las grasas. Los aceites de corte y los aceites de transformación de metales son aceites lubricantes con aditivos especiales (como cloro, azufre y ácidos grasos) y reaccionan bajo la acción del calor, proporcionando lubricación y protección a las herramientas de corte. A los solubles en agua se les añaden emulsificantes y agentes antibacterianos. Con el fin de determinar los riesgos de ciertos aditivos, lubricantes, aceites de corte y grasas específicos se debe consultar los datos de seguridad facilitados por el proveedor, aunque no son irritantes por sí mismos y tienen baja toxicidad. Hay la posibilidad de la dermatitis (normalmente controlada con equipos de protección personal y buenas prácticas higiénicas), más raramente alguna sensibilidad (lo que hará necesario asignar al trabajador un puesto de trabajo en ausencia del contacto), y aún hay alguna preocupación por la exposición cancerígena a vapores de aceites de corte y aceites ligeros para husillos, de base nafténica, lo que se puede controlar bajo sustitución, medidas de control técnico o protección personal.

Productos especiales
Coque: Carbono casi puro, con usos desde electrodos hasta pastillas combustibles para barbacoas según sus características físicas, resultado del proceso de coquización.

 

Azufre: Fácilmente inflamable a temperaturas elevadas, el azufre es producido como resultado del refino del petróleo. En fase líquida se almacena calentado y fundido o en depósitos cerrados y, en fase sólida, en recipientes o a la intemperie.

Cera: Utilizada para proteger productos alimenticios, en revestimientos, como ingrediente de otros productos (cosméticos y cremas limpiadoras de calzado) y para velas. La cera de petróleo está tan refinada que en general no presenta cualquier riesgo. En el caso de provocar taponamiento de los poros en contacto con la piel, es posible controlar con la higiene adecuada.

Asfalto: Utilizado principalmente para la pavimentación de carreteras y para fabricar materiales para cubiertas y tejados, no debe ser activo a la mayoría de las sustancias químicas y condiciones meteorológicas.

El almacenamiento, manipulación y transporte de las ceras y asfaltos demanda temperaturas más elevadas (riesgo de quemaduras), aunque son sólidos a temperatura ambiente.

Se aconseja aplicar medidas adecuadas de control técnico o protección respiratoria con el fin de evitar la exposición al ácido sulfhídrico al abrir depósitos de asfalto y de azufre fundido.