el petróleo ii
DESCRIPTION
caracteristicas del petroleoTRANSCRIPT
El Petrleo II
El Petrleo II
Enviado por julioesperIntroduccin
Del petrleo se dice que es el energtico ms importante en la historia de la humanidad; un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje del total de la energa que se consume en el mundo.
Aunque se conoce de su existencia y utilizacin desde pocas milenarias, la historia del petrleo como elemento vital y factor estratgico de desarrollo es relativamente reciente, de menos de 200 aos.
En 1850 Samuel Kier, un boticario de Pittsburg, Pennsylvania (EE.UU.), lo comercializ por vez primera bajo el nombre de "aceite de roca" o "petrleo".
A partir de entonces se puede decir que comenz el desarrollo de la industria del petrleo y el verdadero aprovechamiento de un recurso que indudablemente ha contribuido a la formacin del mundo actual.
La alta dependencia que el mundo tiene del petrleo y la inestabilidad que caracteriza el mercado internacional y los precios de este producto, han llevado a que se investiguen energticos alternativos sin que hasta el momento se haya logrado una opcin que realmente lo sustituya, aunque se han dado importantes pasos en ese sentido.
A los otros pases productores se les denomina "independientes" y entre los principales se encuentran el Reino Unido, Noruega, Mxico, Rusia y Estados Unidos. Este ltimo es el mayor consumidor de petrleo, pero al mismo tiempo es uno de los grandes productores.
Colombia forma parte de este grupo de naciones, aunque su participacin se considera "marginal" tanto en reservas como en produccin y volmenes de exportacin. No es, por consiguiente, un pas petrolero.
El petrleo es uno de los ms importantes productos que se negocian en el mercado mundial de materias primas. Las bolsas de Nueva York (NIMEX) y de Londres (IPC) son los principales centros donde se transa, pero tambin tiene un mercado "spot" o al momento. Los precios se regulan por unos marcadores o "precios de referencia", entre los que sobresalen el WTI, Bren, Dubai.
El petrleo contiene tal diversidad de componentes que difcilmente se encuentran dos tipos idnticos.
Adems existen parmetros internacionales, como los del Instituto Americano del Petrleo (API) que diferencian sus calidades y, por tanto, su valor. As, entre ms grados API tenga un petrleo, mejor es su calidad.
Los petrleos de mejor calidad son aquellos que se clasifican como "livianos" y/o "suaves" y "dulces".
Los llamados "livianos" son aquellos que tienen ms de 26 grados API. Los "intermedios" se sitan entre 20 y 26 API, y los "pesados" por debajo de 20 API.
El hallazgo y utilizacin del petrleo, la tecnologa que soporta su proceso industrial y el desarrollo socioeconmico que se deriva de su explotacin, son algunos de los temas que se presentan en este recorrido didctico y educativo por el mundo del petrleo.
La extraccin
La extraccin, produccin o explotacin del petrleo se hace de acuerdo con las caractersticas propias de cada yacimiento.
Para poner un pozo a producir se baja una especie de can y se perfora la tubera de revestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petrleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubera de menor dimetro, conocida como "tubing" o "tubera de produccin".
Si el yacimiento tiene energa propia, generada por la presin subterrnea y por los elementos que acompaan al petrleo (por ejemplo gas y agua), ste saldr por s solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado "rbol de navidad", que consta de un conjunto de vlvulas para regular el paso del petrleo.
Si no existe esa presin, se emplean otros mtodos de extraccin. El ms comn ha sido el "balancn" o "machn", el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el fondo del pozo que succiona el petrleo hacia la superficie.
El petrleo extrado generalmente viene acompaado de sedimentos, agua y gas natural, por lo que deben construirse previamente las facilidades de produccin, separacin y almacenamiento.
Una vez separado de esos elementos, el petrleo se enva a los tanques de almacenamiento y a los oleoductos que lo transportarn hacia las refineras o hacia los puertos de exportacin.
El gas natural asociado que acompaa al petrleo se enva a plantas de tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y/o despacharlo como "gas seco" hacia los centros de consumo a travs de gasoductos.
En el caso de yacimientos que contienen nicamente gas natural, se instalan los equipos requeridos para tratarlo (proceso de secado, mantenimiento de una presin alta) y enviarlo a los centros de consumo
A pesar de los avances alcanzados en las tcnicas de produccin, nunca se logra sacar todo el petrleo que se encuentra (in situ) en un yacimiento. En el mejor de los casos se extrae el 50 60 por ciento.
Por tal razn, existen mtodos de "recobro mejorado" para lograr la mayor extraccin posible de petrleo en pozos sin presin natural o en declinacin, tales como la inyeccin de gas, de agua o de vapor a travs del mismo pozo productor o por intermedio de pozos inyectores paralelos a ste.
Perforacin de los pozos
La nica manera de saber realmente si hay petrleo en el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra localizar un depsito de hidrocarburos, es mediante la perforacin de un hueco o pozo.
En Colombia la profundidad de un pozo puede estar normalmente entre 2.000 y 25.000 pies, dependiendo de la regin y de la profundidad a la cual se encuentre la estructura geolgica o formacin seleccionada con posibilidades de contener petrleo.
El primer pozo que se perfora en un rea geolgicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio" y en el lenguaje petrolero se clasifica "A-3".
De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforacin ms indicado.
Equipo de perforacinLos principales elementos que conforman un equipo de perforacin, y sus funciones, son los siguientes:
Torre de perforacin o taladro - Es una estructura metlica en la que se concentra prcticamente todo el trabajo de perforacin.
Tubera o "sarta" de perforacin - Son los tubos de acero que se van uniendo a medida que avanza la perforacin.
Brocas - Son las que perforan el subsuelo y permiten la apertura del pozo.
Malacate - Es la unidad que enrolla y desenrolla el cable de acero con el cual se baja y se levanta la "sarta" de perforacin y soporta el peso de la misma.
Sistema de lodos - Es el que prepara, almacena, bombea, inyecta y circula permanentemente un lodo de perforacin que cumple varios objetivos: lubrica la broca, sostiene las paredes del pozo y saca a la superficie el material slido que se va perforando.
Sistema de cementacin - Es el que prepara e inyecta un cemento especial con el cual se pegan a las paredes del pozo tubos de acero que componen el revestimiento del mismo.
Motores - Es el conjunto de unidades que imprimen la fuerza motriz que requiere todo el proceso de perforacin.
El tiempo de perforacin de un pozo depender de la profundidad programada y las condiciones geolgicas del subsuelo. En promedio se estima entre dos a seis meses.
La perforacin se realiza por etapas, de tal manera que el tamao del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez ms angosto. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubera de menor tamao en cada seccin.
As, por ejemplo, un pozo que en superficie tiene un dimetro de 26 pulgadas, en el fondo puede tener apenas 8.5
Pulgadas.
Durante la perforacin es fundamental la circulacin permanente de un "lodo de perforacin", el cual da consistencia a las paredes del pozo, enfra la broca y saca a la superficie el material triturado.
Ese lodo se inyecta por entre la tubera y la broca y asciende por el espacio anular que hay entre la tubera y las paredes del hueco.
El material que saca sirve para tomar muestras y saber qu capa rocosa se est atravesando y si hay indicios de hidrocarburos.
Durante la perforacin tambin se toman registros elctricos que ayudan a conocer los tipos de formacin y las caractersticas fsicas de las rocas, tales como densidad, porosidad, contenidos de agua, de petrleo y de gas natural.
Igualmente se extraen pequeos bloques de roca a los que se denominan "corazones" y a los que se hacen anlisis en
laboratorio para obtener un mayor conocimiento de las capas que se estn perforando.
Para proteger el pozo de derrumbes, filtraciones o cualquier otro problema propio de la perforacin, se pegan a las paredes del hueco, por etapas, tubos de revestimiento con un cemento especial que se inyecta a travs de la misma tubera y se desplaza en ascenso por el espacio anular, donde se solidifica.
La perforacin debe llegar y atravesar las formaciones donde se supone se encuentra el petrleo. El ltimo tramo de la tubera de revestimiento se llama "liner de produccin" y se fija con cemento al fondo del pozo.
Al finalizar la perforacin el pozo queda literalmente entubado (revestido) desde la superficie hasta el fondo, lo que garantiza su consistencia y facilitar posteriormente la extraccin del petrleo en la etapa de produccin.
El comn de la gente tiene la idea de que el petrleo brota a chorros cuando se descubre, como ocurra en los inicios de la industria petrolera.
Hoy no es as. Para evitarlo, desde que comienza la perforacin se instala en la boca del pozo un conjunto de pesados equipos con diversas vlvulas que se denominan "preventoras".
Desde el momento en que se inicia la investigacin geolgica hasta la conclusin del pozo exploratorio, pueden transcurrir de uno a cinco aos.
La perforacin se adelanta generalmente en medio de las ms diversas condiciones climticas y de topografa: zonas selvticas, desiertos, reas inundables o en el mar.
Cuando se descubre el petrleo, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "avanzada", con el fin de delimitar la extensin del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, as como la calidad del mismo.
La perforacin en el subsuelo marino sigue en trminos generales los mismos lineamientos, pero se efecta desde enormes plataformas ancladas al lecho marino o que flotan y se sostienen en un mismo lugar. Son verdaderos complejos que disponen de todos los elementos y equipo necesarios para el trabajo petrolero.
En la exploracin petrolera los resultados no siempre son positivo. En la mayora de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. En cambio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversin de alto riesgo.
Podra decirse que buscar y encontrar petrleo es algo as como apostarle a la lotera.
Origen del Petrleo
El petrleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de hidrgeno y carbono, se le denomina hidrocarburo.
La composicin elemental del petrleo normalmente est comprendida dentro de los siguientes intervalos:
Elemento% Peso
Carbn84 - 87
Hidrgeno11 - 14
Azufre0 - 2
Nitrgeno0.2
Ese hidrocarburo puede estar en estado lquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite al que tambin se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural.
Segn la teora ms aceptada, el origen del petrleo y del gas natural- es de tipo orgnico y sedimentario.
Esa teora ensea que el petrleo es el resultado de un complejo proceso fsico-qumico en el interior de la tierra, en el que, debido a la presin y las altas temperaturas, se produce la descomposicin de enormes cantidades de materia
orgnica que se convierten en aceite y gas.
Esa materia orgnica est compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se deposit en el pasado en el fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares.
Junto a esa materia orgnica se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros sedimentos que arrastran los ros y el viento, todo lo cual conform lo que geolgicamente se conoce como rocas o mantos sedimentarios, es decir, formaciones hechas de sedimentos.
Entre esos mantos sedimentarios es donde se llev a cabo el fenmeno natural que dio lugar a la creacin del petrleo y el gas natural.
Ese proceso de sedimentacin y transformacin es algo que ocurri a lo largo de millones de aos. Entre los gelogos hay quienes ubican el inicio de todo ese proceso por la poca de los dinosaurios y los cataclismos. Otros opinan que hoy se est formando de una manera similar el petrleo del maana.
En un comienzo los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero los movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre variaron su conformacin y, por consiguiente, los sitios donde se encuentra el petrleo.
Es por esto que la geologa identifica hoy varios tipos de estructuras subterrneas donde se pueden encontrar yacimientos de petrleo: anticlinales, fallas, domos salinos, etc.
En todo caso, el petrleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente de rocas como areniscas y calizas. Es algo as como el agua que empapa una esponja. En ningn caso hay lagos de petrleo. Por consiguiente, no es cierto que cuando se extrae el petrleo quedan enormes espacios vacos en el interior de la tierra.
Si tomamos el ejemplo de la esponja, cuando sta se exprime vuelve a su contextura inicial. En el caso del petrleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo petrleo que no alcanza a extraerse y por agua subterrnea.
Los orgenes del gas natural son los mismos del petrleo, pues, como se dijo antes, el gas es petrleo en estado gaseoso.
Cuando se encuentra un yacimiento que produce petrleo y gas, a ese gas se le llama "gas asociado". Pero tambin hay yacimientos que slo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas libre".
Otros yacimientos slo contienen petrleo lquido en condiciones variables de presin y transferencia. Generalmente el petrleo lquido se encuentra acompaado de gas y agua.
Exploracin del Petrleo
El petrleo puede estar en el mismo lugar donde se form (en la "roca madre") o haberse filtrado hacia otros lugares (reservorios) por entre los poros y/o fracturas de las capas subterrneas.
Por eso, para que se den las condiciones de un depsito o yacimiento de petrleo, es necesario que los mantos de roca sedimentaria estn sellados por rocas impermeables (generalmente arcillosas) que impidan su paso. Esto es lo que se llama una "trampa", porque el petrleo queda ah atrapado.
En trminos geolgicos, las capas subterrneas se llaman "formaciones" y estn debidamente identificadas por edad, nombre y tipo del material rocoso del cual se formaron. Esto ayuda a identificar los mantos que contienen las ansiadas rocas sedimentarias. En Colombia el petrleo se ha encontrado en diferentes formaciones, tales como Carbonera, Guadalupe, Mirador, Barco, Caballos, Villeta, Mugrosa, Esmeralda, etc. Las "cuencas sedimentarias" son extensas zonas en que geolgicamente se divide el territorio de un pas y donde se supone estn las reas sedimentarias que pueden contener hidrocarburos. En Colombia hay 18 de estas cuencas, distribuidas en un rea de 1.036.000 kilmetros cuadrados.
La ciencia de la exploracin consiste bsicamente en identificar y localizar esos lugares, lo cual se basa en investigaciones de tipo geolgico.
Uno de los primeros pasos en la bsqueda del petrleo es la obtencin de fotografas o imgenes por satlite, avin o radar de una superficie determinada. Esto permite elaborar mapas geolgicos en los que se identifican caractersticas de un rea determinada, tales como vegetacin, topografa, corrientes de agua, tipo de roca, fallas geolgicas, anomalas trmicas... Esta informacin da una idea de aquellas zonas que tienen condiciones propicias para la presencia de mantos sedimentarios en el subsuelo.
Tambin se utilizan sistemas magnticos y gravimtricos desde aviones provistos de magnetmetros y gravmetros, con lo cual se recoge informacin que permite diferenciar los tipos de roca del subsuelo.
Asimismo los gelogos inspeccionan personalmente el rea seleccionada y toman muestras de las rocas de la superficie para su anlisis. En este trabajo de campo tambin utilizan aparatos gravimtricos de superficie que permiten medir la densidad de las rocas que hay en el subsuelo.
Con estos estudios se tiene una primera aproximacin de la capacidad de generacin de hidrocarburos y de la calidad de rocas almacenadoras que pueda haber en un lugar.
Pero el paso ms importante en la exploracin es la ssmica. Es lo que permite conocer con mayor exactitud la presencia de trampas en el subsuelo. En Colombia se han adquirido cientos de miles de kilmetros de registro ssmico.
La ssmica consiste en crear temblores artificiales mediante pequeas explosiones subterrneas, para lo cual se colocan explosivos especiales en excavaciones de poca profundidad, normalmente entre 10 y 30 pies.
En la superficie se cubre un rea determinada con aparatos de alta sensibilidad llamados "gefonos", los cuales van unidos entre s por cables y conectados a una estacin receptora.
La explosin genera ondas ssmicas que atraviesan las distintas capas subterrneas y regresan a la superficie. Los gefonos las captan y las envan a la estacin receptora, donde, mediante equipos especiales de cmputo, se va dibujando el interior de la tierra. Es algo as como sacar un electrocardiograma
Toda la informacin obtenida a lo largo del proceso exploratorio es objeto de interpretacin en los centros geolgicos y geofsicos de las empresas petroleras.
All es donde se establece qu reas pueden contener mantos con depsitos de hidrocarburos, cul es su potencial contenido de hidrocarburos y dnde se deben perforar los pozos exploratorios para confirmarlo. De aqu sale lo que se llama "prospectos" petroleros.
Refinacin del Petrleo
El petrleo finalmente llega a las refineras en su estado natural para su procesamiento. Aqu prcticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razn es que al petrleo tambin se le denomina "crudo".
Una refinera es un enorme complejo donde ese petrleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilacin o separacin fsica y luego a procesos qumicos que permiten extraerle buena parte de la gran variedad de componentes que contiene.
El petrleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de l se pueden obtener por encima de los 2.000 productos.
El petrleo se puede igualmente clasificar en cuatro categoras: parafnico, naftnico, asfltico o mixto y aromtico.
Los productos que se sacan del proceso de refinacin se llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, como la gasolina, ACPM, etc.; y los petroqumicos, tales como polietileno, benceno, etc.
Las refineras son muy distintas unas de otras, segn las tecnologas y los esquemas de proceso que se utilicen, as como su capacidad.
Las hay para procesar petrleos suaves, petrleos pesados o mezclas de ambos. Por consiguiente, los productos que se obtienen varan de una a otra.
La refinacin se cumple en varias etapas. Es por esto que una refinera tiene numerosas torres, unidades, equipos y tuberas. Es algo as como una ciudad de plantas de proceso.
En Colombia hay dos grandes refineras: el Complejo Industrial de Barrancabermeja y la Refinera de Cartagena. A la primera se le llama complejo porque tambin posee procesos petroqumicos.
En trminos sencillos, el funcionamiento de una refinera de este tipo se cumple de la siguiente manera:
El primer paso de la refinacin del petrleo crudo se cumple en las torres de "destilacin primaria" o "destilacin atmosfrica".
En su interior, estas torres operan a una presin cercana a la atmosfrica y estn divididas en numerosos compartimientos a los que se denominan "bandejas" o "platos". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y cumple la funcin de fraccionar los componentes del petrleo.
El crudo llega a estas torres despus de pasar por un horno, donde se "cocina" a temperaturas de hasta 400 grados centgrados que lo convierten en vapor.
Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilacin y ascienden por entre las bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfran.
Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia temperatura, se condensa y se deposita en su respectiva bandeja, a la cual estn conectados ductos por los que se recogen las distintas corrientes que se separaron en esta etapa.
Al fondo de la torre cae el "crudo reducido", es decir, aquel que no alcanz a evaporarse en esta primera etapa.
Se cumple as el primer paso de la refinacin. De abajo hacia arriba se han obtenido, en su orden: gasleos, acpm, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano.
Algunos de estos, como la turbosina, queroseno y acpm, son productos ya finales.
Las dems corrientes se envan a otras torres y unidades para someterlas a nuevos procesos, al final de los cuales se obtendrn los dems derivados del petrleo.
As, por ejemplo, la torre de "destilacin al vaco" recibe el crudo reducido de la primera etapa y saca gasleos pesados, bases parafnicas y residuos.
La Unidad de Craqueo Cataltico o Cracking recibe gasleos y crudos reducidos para producir fundamentalmente gasolina y gas propano.
Las unidades de Recuperacin de Vapores reciben los gases ricos de las dems plantas y sacan gas combustible, gas propano, propileno y butanos.
La planta de mezclas es en ltimas la que recibe las distintas corrientes de naftas para obtener la gasolina motor, extra y corriente.
La unidad de aromticos produce a partir de la nafta: tolueno, xilenos, benceno, ciclohexano y otros petroqumicos.
La de Parafinas recibe destilados parafnicos y naftnicos para sacar parafinas y bases lubricantes.
De todo este proceso tambin se obtienen azufre y combustleo. El combustleo es lo ltimo que sale del petrleo. Es algo as como el fondo del barril.
En resumen, el principal producto que sale de la refinacin del petrleo es la gasolina motor. El volumen de gasolina que cada refinera obtiene es el resultado del esquema que utilice. En promedio, por cada barril de petrleo que entra a una refinera se obtiene 40 y 50 por ciento de gasolina.
El gas natural rico en gases petroqumicos tambin se puede procesar en las refineras para obtener diversos productos de uso en la industria petroqumica.
Derivados y usos del petrleo
Los siguientes son los diferentes productos derivados del petrleo y su utilizacin:
Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehculos automotores de combustin interna, entre otros usos.
Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, tambin conocida como Jet-A.
Gasolina de aviacin - Para uso en aviones con motores de combustin interna.
ACPM o Diesel - De uso comn en camiones y buses.
Queroseno - Se utiliza en estufas domsticas y en equipos industriales. Es el que comnmente se llama "petrleo".
Cocinol - Especie de gasolina para consumos domsticos. Su produccin es mnima.
Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible domstico e industrial.
Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricacin de disolventes alifticos o como combustible domstico
Combustleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.
Disolventes alifticos - Sirven para la extraccin de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la produccin de thinner, gas para quemadores industriales, elaboracin de tintas, formulacin y fabricacin de productos agrcolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.
Asfaltos - Se utilizan para la produccin de asfalto y como material sellante en la industria de la construccin.
Bases lubricantes - Es la materia prima para la produccin de los aceites lubricantes.
Ceras parafnicas - Es la materia prima para la produccin de velas y similares, ceras para pisos, fsforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
Polietileno - Materia prima para la industria del plstico en general
Alquitrn aromtico (Arotar) - Materia prima para la elaboracin de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. Tambin es un diluyente
Acido naftnico - Sirve para preparar sales metlicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, polister, detergentes, tensoactivos y fungicidas
Benceno - Sirve para fabricar ciclohexano.
Ciclohexano - Es la materia prima para producir caprolactama y cido adpico con destino al nylon.
Tolueno - Se usa como disolvente en la fabricacin de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.
Xilenos mezclados - Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.
Ortoxileno - Es la materia prima para la produccin de anhdrico ftlico.
Alquilbenceno - Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, cidos sulfnicos y en la industria de curtientes.
El azufre que sale de las refineras sirve para la vulcanizacin del caucho, fabricacin de algunos tipos de acero y preparacin de cido sulfrico, entre otros usos. En Colombia, de otro lado, se extrae un petrleo pesado que se llama Crudo Castilla, el cual se utiliza para la produccin de asfaltos y/o para mejoramiento directo de carreteras, as como para consumos en hornos y calderas.
El gas natural sirve como combustible para usos domstico, industriales y para la generacin de energa termoelctrica.
En el rea industrial es la materia prima para el sector de la petroqumica. A partir del gas natural se obtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plsticos.
Del gas natural tambin se puede sacar gas propano. Esto es posible cuando el gas natural es rico en componentes como propanos y butanos, corrientes lquidas que se le separan.
Transporte del petrleo
En el mundo del petrleo los oleoductos y los buques tanqueros son los medios por excelencia para el transporte del crudo.
El paso inmediato al descubrimiento y explotacin de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinacin o a los puertos de embarque con destino a la exportacin
Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinacin y/o de embarque.
La capacidad de transporte de los oleoductos vara y depende del tamao de la tubera. Es decir, entre ms grande sea el dimetro, mayor la capacidad. En Colombia hay oleoductos desde 6 hasta 36 pulgadas de dimetro.
Estas lneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y atraviesan la ms variada topografa. En Colombia generalmente van enterradas a 1.50/2.0 metros de profundidad.
En la parte inicial del oleoducto una "estacin de bombeo" impulsa el petrleo y, dependiendo de la topografa por donde ste pase, se colocan estratgicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de gran altura, como las cordilleras en Colombia.
Los oleoductos disponen tambin de vlvulas que permiten controlar el paso del petrleo y atender oportunamente situaciones de emergencia, como las que peridicamente ocurren en Colombia por efecto de las voladuras.
El gas natural se transporta en idnticas circunstancias, pero en este caso la tubera se denomina "gasoducto".
Hay ductos similares que cumplen funciones especficas: poliductos para gasolinas, acpm y otros derivados; propanoductos para gas propano, combustoleoductos para combustleo, etc
Los buque-tanques son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente diseados para el transporte de petrleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio de transporte ms utilizado para el comercio mundial del petrleo.
La capacidad de estas naves vara segn el tamao de las mismas y de acuerdo con el servicio y la ruta que cubran. Algunas pueden transportar cientos de miles de barriles e incluso millones. En Colombia Ecopetrol utiliz para sus exportaciones el FSU Coveas, un tanquero que almacenaba 2 millones de barriles.
Distribucin del Petrleo
El destino final del petrleo y sus derivados es el consumidor final.
En este proceso intervienen distribuidores mayoristas y minoristas y se emplean todos los medios posibles para el transporte y venta: redes de tubera, carrotanques, barcazas, barcos, estaciones ("bombas") de servicio, etc.
En Colombia la distribucin de los combustibles est en cabeza de las compaas mayoristas y la red de estaciones minoristas.
Que es Mejoramiento, o "Coking"
En pocas palabras, el hidrocarburo es una cadena de tomos de carbn e hidrgeno. Cuando hay muchas cadenas largas, el hidrocarburo es ms pesado. El asfalto, por ejemplo, tiene cadenas largusimas, mientras que la gasolina no. Como la gasolina es mejor negocio, se disearon varias tcnicas para "mejorar" el crudo, rompiendo cadenas y eliminando carbn del hidrocarburo. El carbn que se elimina se llama "coke", y por eso hay varias tcnicas de mejoramiento de crudos que incluyen en su nombre el trmino de "coking".
Que es Orimulsin
La Orimulsin es una emulsin de agua en crudos extrapesados venezolanos, que es combustible y que puede sustituir al carbn para la generacin de calor y electricidad. Este invento venezolano actualmente se utiliza en Europa y Asia, y se mercadea activamente en las Amricas.
Cmo se equipara la Orimulsin con el Petrleo o el carbn
Por ser muy econmica y fcil de transportar, la Orimulsin compite ventajosamente con el carbn y los combustibles derivados del petrleo, y basicamente requiere de todos los controles y equipos de proteccin ambiental que se utilizan para quemar carbn. Es de notar que, gracias a su proceso de manufactura, es posible ajustar algunas de sus especificaciones y hacerlo ms adecuado para el cliente.
Actualmente hay muchos clientes potenciales que estudian la posibilidad de utilizar este invento venezolano en sus plantas elctricas. En Venezuela toda la Orimulsin producida se destina a la exportacin debido a la altsima disponibilidad de energa hidroelctrica y de combustibles fsiles (hidrocarburos) a bajo costo, y que este combustible no se incluye en los niveles de produccin controlados por la OPEP.
Qu es la Petroqumica
La conversin de hidrocarburos en productos qumicos se llama "petroqumica", y es piedra angular de la industria y tecnologa actual. Esta industria produce plsticos, medicinas, textiles, tiles de cocina, y muchas, muchas cosas ms, y ha hecho posible muchos de los productos que hoy en da se consideran "normales" y "necesarios" (computadoras, tejidos, juguetes irrompibles, etc.)
Cundo se inici la produccin comercial de petrleo a nivel mundial
En 1859, Edwin L. Drake perfor el primer pozo con el propsito especfico de producir petrleo, con el fin de producir cantidades industriales de kerosina para la iluminacin.
Este se considera el inicio de la industria petrolera, aunque se sabe que los rusos tambin perforaron sus primeros pozos de petrleo entre 1806 y 1819, as como los canadienses en 1857. Previo a la aplicacin que le dio Edwin Drake al petrleo, los florecimientos petroleros se utilizaban principalmente para producir asfalto, como fue el caso del Lago de Asfalto de Guanoco, del Estado Sucre, en Venezuela. Cuando se fund la primera empresa petrolera venezolana, llamada PETROLIA, se enviaron tcnicos a capacitarse con el Sr. Drake.
Citando a Max Ball, un destacado intelectual norteamericano:
"El pozo de Drake no fue el primero en suministrar petrleo, pues ste ya haba sido producido excavando fosas desde hace cientos de aos. No fue el primer pozo en producir petrleo porque muchos pozos perforados para sal haban producido petrleo, tanto en los Estados Unidos como en la China. No fue ni siquiera el primer pozo perforado con este especfico propsito de obtener petrleo porque los chinos probablemente haban perforado con este fin antes de Cristo. Cul fue entonces el mrito del pozo perforado en titusville por Edwin Drake, otrora conductor de ferrocarriles, "coronel" por cortesa, superintendente de una empresa petrolfera? Simplemente ste: fue el primer pozo perforado con el especficio propsito de obtener petrleo en una regin con abundantes yacimientos petrolferos, en un tiempo en que el mundo, rpidamente industrializado requera iluminacin y mquinas y clamaba por fuentes de materiales para combustibles y lubricantes. Y por ltimo, el descubrimeinto del petrleo se hace en un sitio donde dispona de transportacin relativamente barata con ferrocarriles nuevos".
Qu son los lodos de perforacin
En pocas palabras, los lodos de perforacin son el lquido lubricante y transportador de desechos que se utiliza para perforar pozos petroleros. Este lquido se bombea hasta la mecha o punta de taladro y arrastra hasta arriba, a la boca del pozo, todos los pedazos de tierra y piedra que se ha taladrado hasta el momento. Estos lodos se filtran y limpian para ser reutilizados, y hay tecnologa que permite el uso de los desechos para fertilizar tierras agrcolas.
Porqu dicen que el Petrleo es contaminante
Aunque todo producto en exceso contamina (por ejemplo, el agua contamina la gasolina envasada), el petrleo tiene el problema de ser insoluble en agua y, por lo tanto, dificil de limpiar. Adems, su color, olor y viscosidad lo hacen difcil de disimular. En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida en el lugar, razn por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir con normas y procedimientos muy estrictos en materia de proteccin ambiental. En PDVSA y sus filiales, la proteccin del ambiente corresponde a personal altamente preparado, que trabajan las reas de ambiente, gerencia de riesgos, y proteccin integral.
Qu es la Faja Petrolfera del Orinoco
La Faja Petrolfera del Orinoco es una gran cuenca sedimentaria con inmensas reservas de petrleo que PDVSA an est estudiando, debido a su magnitud. Bsicamente abarca la costa norte del Ro Orinoco, desde Gurico hasta el Delta Amacuro. En ella hay mucho crudo extrapesado del cual se elabora la Orimulsin, adems de que hay asociaciones estratgicas destinadas a la transformacin de este petroleo muy viscoso a un crudo mas liviano que sea ms fcil de transportar y vender.
Qu es una "cuenca" petrolera
"El petrleo se encuentra bajo tierra, en diferentes regiones, distribuidas por todo el planeta, conocidas con el nombre de cuencas sedimentarias. Las cuencas sedimentarias estn formadas por capas o estratos dispuestos uno sobre otro, desde el ms antiguo al ms reciente y cada estrato tiene constitucin diferente al otro. Como un sandwich."
Glosario
Petrleo Aceite de roca.
Hidrocarburo El petrleo y el gas natural, por tener compuestos de hidrgeno y carbono.
Crudo El petrleo en su estado natural.
Oro Negro Mote que se da al petrleo por su gran valor.
Roca madre Lugar donde se form el petrleo.
Roca sedimentaria Capa subterrnea constituida por sedimentos diversos.
Yacimiento Sitio donde se encuentra el petrleo. Acumulacin de en el subsuelo de rendimiento econmico.
TrampaSitio donde est atrapado el petrleo en el subsuelo.
Formacin Nombre geolgico que se da a las capas de rocas subterrneas.
Anticlinal Es un pliegue cncavo hacia abajo. Estructura de plegamiento de la tierra.
Sinclinal Es un pliegue cncavo hacia arriba.
Exploracin Ciencia para buscar el petrleo.
Geofsica Ciencia que estudia la configuracin de la tierra por mtodos fsicos.
Geologa Ciencia que estudia la composicin de la tierra, su naturaleza, su situacin y los fenmenos que la han originado.
SsmicaUno de los ms importantes mtodos para buscar petrleo.
CampoArea donde hay varios pozos petroleros productores.
Cabeza de pozoEquipo pesado que va colocado en la superficie, sobre la boca del pozo.
Pozo Hueco profundo que se abre para buscar y producir petrleo.
Broca Pieza con la cual se perfora el pozo.
Arbol de navidad Conjunto de vlvulas sobre la boca del pozo que sirve para controlar la extraccin del petrleo.
MachnEquipo mecnico para succionar el petrleo del subsuelo.
Reservas probadas Volumen de petrleo que se sabe con certeza que hay en un yacimiento.
Plataforma submarina Sitio desde donde se hace el trabajo petrolero en el mar.
Barril Unidad de medida en volumen del petrleo, equivalente a 42 galones.
Oleoducto Tubera para transportar el petrleo.
Refinera Complejo donde se procesa el petrleo.
Derivados Los distintos productos que se obtienen del petrleo.
Torre de perforacin de petrleo
La torre de perforacin rotatoria emplea una serie de tuberas giratorias, la llamada cadena de perforacin, para acceder a un yacimiento de petrleo. La cadena est sostenida por una torre, y el banco giratorio de la base la hace girar. Un fluido semejante al fango, impulsado por una bomba, retira los detritos de perforacin a medida que el taladro penetra en la roca. Los yacimientos de petrleo se forman como resultado de una presin intensa sobre capas de organismos acuticos y terrestres muertos, mezclados con arena o limo. El yacimiento mostrado est atrapado entre una capa de roca no porosa y un domo salinfero. Como no tienen espacio para expandirse, el gas y el petrleo crudo estn bajo una gran presin, y tienden a brotar de forma violenta por el agujero perforado.
Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
Aparece en estos artculos:
El petrleo y su proceso de refinacin
Enviado por eruizIndice
Introduccin I. DefinicinA. Formacin del petrleoB. Prospeccin y extraccin
1. Prospeccin del petrleo2. Extraccin del petrleoC. Variedades de crudoII. ProduccinA. transportacin del petrleo
B. Almacenamiento del petrleo
1. Tipos de almacenamientoA. Almacenamiento del brutoB. Almacenamiento en la refineraC. Almacenamiento de distribucinD. Almacenamiento de reserva2. Almacenamientos subterrneosA. Depsito enterradoB. Almacenamiento en la salC. Caverna barrenadaD. Mina abandonadaE. Yacimiento en formacinC. Proceso de refinacin del petrleo1. Destilacin atmosfrica y al vaco2. Hidrotratamiento3. Reformacin de nafta4. Isomerizacin5. Desintegracin cataltica fluida (fcc)6. Produccin de teres7. Alquilacin8. Fondo de barril9. Produccin de lubricantes10. Endulzamiento y recuperacin de azufre11. Procesamiento de gas natural12. Procesos petroqumicosD. Derivados del petrleoE. Usos de los derivados del petrleoF. Fuentes alternas del petrleo (sustitutos)G. Distribucin1. ExportacinH. Marco legal1. Poltica de precios de los derivados del petrleoIII. GlosarioIV. ConclusionesV. RecomendacionesVI. BibliografaIntroduccin
El propsito general de este trabajo es el de darnos cuenta de la importancia del petrleo en nuestra vida. Desde su formacin hasta la legislacin que rige en nuestro pas acerca del mismo.
En el captulo I nos enteramos de qu es el Petrleo y como los organismos que dejaron de existir lo formaron, que el "aceite mineral", otro nombre que se le da al petrleo, puede estar almacenado, tanto en tierra como en el mar.
Adems, se explica, claramente, los mtodos de prospeccin ms conocidos y como algunas de las ciencias que conocemos, y ni sospechamos, nos ayudan a ello.
La extraccin del Petrleo es bastante sencilla, aunque un poco costosa. El mtodo ms eficiente es la perforacin rotatoria, la cual es expuesta brevemente en este informe.
Lo que ms nos llama la atencin es enterarnos que el crudo, ms bien tendramos que decir, los crudos, son totalmente diferentes unos de otros. Mencionamos cinco tipos diferentes y, no dudamos que existan muchos ms.
En el captulo II vemos en que se fundamenta su movilizacin y almacenamiento, el cual, tambin, puede ser subterrneo. Igualmente observamos que el proceso de refinacin del crudo es bastante complejo y bastante delicado, se hacen muchas pruebas antes de poner a la venta el producto final. Lo que nos lleva a hablar de sus derivados, estos son muy extensos y, por medio de este trabajo nos enteramos de la gran cantidad de productos que utilizamos en nuestro diario vivir sin preguntarnos, ni sospechar nunca que todos ellos son producto del petrleo.
Igualmente, mencionamos las posibles alternativas de energa en caso de que los yacimientos que hay en el mundo queden agotados, cosa poco probable por ahora. Finalmente mencionamos el rgimen fiscal de nuestro pas hacia ste tan importante producto.
Aprovechamos esta oportunidad, para agradecer a la Lic. Patricia Reid, Gerente del Departamento de Recursos Humanos de la empresa Refinera Panam, S.A.; al Ing. Javier De Gracia, Supervisor de Petroport, S.A. y a la empresa Atlantic Pacific, S.A., quienes en compaa de sus empleados, nos brindaron toda la informacin requerida para la realizacin de este trabajo.
Este agradecimiento tambin lo hacemos extensivo a las empresas donde laboramos por las facilidades que nos brindaron en lo referente a permisos y a nuestros familiares quienes tuvieron la suficiente paciencia y nos apoyaron durante todo el periodo de recopilacin de la informacin requerida para la presentacin de este trabajo.
I. Definicin
El petrleo es una de las sustancias ms valiosas de que podemos disponer. Tambin se le conoce como "aceite mineral".
El aceite mineral o petrleo se encuentra en el interior de la tierra y se compone principalmente de carbono e hidrgeno; lo que significa que es un hidrocarburo y no un mineral, ya que procede de sustancias orgnicas. La palabra petrleo, proviene de las voces latinas petra y oleum, que significan piedra y aceite, no porque sea aceite de piedra, sino por estar aprisionado entre piedras.
El petrleo es un fluido algo espeso cuyo color vara bastante, as como su composicin. A veces se presenta amarillo, otras verde, y otras casi negro. Generalmente tiene un olor muy desagradable y su densidad est comprendida entre 08 y 095. En composicin vara tanto como en color, y en este sentido nos recuerda al carbn. Segn el Diccionario Enciclopdico Ilustrado Ocano Uno, petrleo es un:
"lquido aceitoso, de color oscuro, olor caracterstico, ms ligero que el agua, constituido por una mezcla de hidrocarburos lquidos naturales, que se encuentra generalmente almacenado en rocas del interior de la corteza terrestre",
mientras que la definicin que encontramos en el Diccionario Hispnico Universal, aunque similar, es un poco ms completa:
"Lquido oleoso ms ligero que el agua y de color oscuro y olor fuerte; se encuentra nativo en lo interior de la Tierra y a veces forma grandes manantiales. Es una mezcla de carburos de hidrgeno, que arde con facilidad, y despus de refinado tiene diversas aplicaciones".
Al igual que el carbn, el petrleo se encuentra a muy distintas profundidades en la Tierra. En algunos lugares slo hay que perforar algo ms de quince metros para encontrarlo, mientras que en otros es necesario llegar hasta profundidades de dos mil o ms metros.
El petrleo est almacenado en la Tierra en capas o estratos de roca porosa, tal como la piedra caliza o la arenisca, o en capas de arena o sobre una capa impermeable. Cuando estos estratos se encuentran cubiertos con rocas ms duras, tenemos un campo petrolfero ideal.
A. Formacin del petrleo
Los tcnicos creyeron durante algn tiempo que el petrleo era de origen inorgnico,
es decir, que se haba formado dentro de la Tierra mediante reacciones qumicas.
Hoy da, los hombres de ciencia, convienen de manera casi general en que el petrleo se origina de una materia prima formada principalmente por detrito de organismos vivos acuticos, vegetales y animales, que vivan en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ros, en las cercanas del mar y que han permanecido enterradas por largos siglos.
El petrleo se encuentra nicamente en los medios de origen sedimentario. La materia orgnica se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se transforma en hidrocarburos, proceso que segn las recientes teoras, es una degradacin producida por bacterias aerobias primero y anaerobias luego. Estas reacciones desprenden oxgeno, nitrgeno y azufre, que forma parte de los compuestos voltiles de los hidrocarburos. A medida que los sedimentos se hacen compactos por efectos de presin, se forma la "roca madre". Posteriormente, por fenmenos de "migracin", el petrleo pasa a impregnar arenas o rocas ms porosas y ms permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomas), llamadas "rocas almacn ", y en las cuales el petrleo se concentra, y permanece
en ellas si encuentra alguna trampa que impida la migracin hasta la superficie donde se oxida y volatiliza.
B. Prospeccin y extraccin
Tradicionalmente, se sita en 1859 el origen de la industria petrolfera con la perforacin del famoso pozo Edwin Laurentine Prake (1819- 1880), que revel los ricos yacimientos de Pennsylvania y abri la era del petrleo para lmparas (1860-1900); le sucedi la de las gasolinas y aceites para automviles y aviacin, despus de la de los combustibles lquidos, a partir de 1910 se introdujo en el mundo de la marina, sobre todo desde 1950 domina el de la petroqumica y se halla a las puertas de la biologa.
1. Prospeccin del petrleo
El descubrimiento de yacimientos puede preverse por tcnicas de prospeccin terrestre y si fue relativamente fcil encontrar en el siglo XIX los primeros campos petrolferos gracias a ndices geolgicos superficiales, la exploracin del subsuelo a profundidades que alcanzan casi los 900 m. debe apelar a todos los recursos de la geofsica.
Las tcnicas de prospeccin terrestre nos ayudan en el descubrimiento de yacimientos petrolferos.
Encontrar petrleo es difcil, pero numerosas ramas de la ciencia coadyuvan a esta importante tarea. La Sismologa o estudio de los terremotos; la Geologa, que se ocupa del conocimiento de la corteza terrestre; la Paleontologa o estudio de la formacin de la Tierra; la Cartografa, que tiene por objeto la construccin de mapas; la Qumica e incluso la Bacteriologa, que se dedica al estudio de los grmenes, son valiosas ciencias auxiliares para los cientficos consagrados a la bsqueda de nuevos campos de petrleo.
La gravimetra y la magnetometra, que miden respectivamente la aceleracin de la gravedad y el magnetismo terrestre, permiten en primer lugar trazar mapas subterrneos o submarinos bastante precisos. El estudio de la cartografa reciente del sector es el primer paso para iniciar los procedimientos de investigacin del rea, luego le siguen estudios de geologa de superficie, sondeos, anlisis de los tejidos de sondeo, y estudios magnticos, gravimtricos y ssmicos.
Los mtodos magnticos registran las distorsiones del campo debidas a las variaciones de susceptibilidad magntica y del magnetismo permanente de las rocas. La prospeccin magnetomtrica area permite detectar con rapidez las anomalas importantes de la estructura del zcalo en reas muy extensas; se realiza mediante un aparato sujeto al avin, que se orienta automticamente segn el vector del campo magntico terrestre y mide su intensidad total. As se detectan anomalas magnticas de carcter local, que estn a menudo relacionadas con accidentes del zcalo; otras veces sirven para determinar el espesor de las sedimentarias (puesto que stas no son, por lo general, magnticas), y delimitar as la cuenca sedimentaria antes de iniciar los sondeos.
Los mtodos gravimtricos miden las fluctuaciones del campo de gravedad terrestre. Se utilizan especialmente para la localizacin de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petrleo. Ello se debe a que la sal tiene una densidad mucho menor que otros tipos de sedimentos, y las acumulaciones salinas se sealan con un mnimo gravimtrico.
Los mtodos ssmicos se basan en la creacin de un campo artificial de ondas ssmicas mediante cargas explosivas; dichas ondas se propagan segn la elasticidad de las capas y son recogidas, tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie.
Probablemente, la mayor contribucin de la ciencia a la localizacin de nuevos pozos petrolferos la representa un modelo especial de sismgrafo.
Se hace una pequea perforacin en el terreno donde se sospecha la existencia de petrleo, se coloca en ella una pequea carga de explosivo y se procede a su voladura. A este mtodo se le llama prospeccin ssmica y son verdaderos mini sismos artificiales provocados por explosiones de cargas detonantes que, como ya se dijo, se pueden estudiar despus con ms precisin las formaciones interesantes cuyos contornos se revelan por la reflexin o refraccin de ondas elsticas. La onda sonora no se desplaza por el interior de la Tierra a velocidad uniforme, sino con arreglo a la naturaleza de las capas que atraviesa: arena, piedra caliza, roca dura, etc. Desde estas diferentes capas parten hacia la superficie ecos que son registrados por el aparato y que debidamente interpretados facilitan la localizacin de depsitos de aceite mineral o petrleo.
Por ms perfeccionados que sean los mtodos de prospeccin geofsica, el nico medio de estar absolutamente seguro de la existencia de un yacimiento de petrleo o de gas
es utilizando el mtodo del sondeo. El sondeo de reconocimiento sigue siendo de gran importancia en la prospeccin, a pesar de su elevado coste.
La extensin de estos mtodos terrestres a la prospeccin marina (offshore) supone resueltos los problemas de posicionamiento en alta mar: los levantamientos visuales deben remplazarse por cruces, de ondas hertzianas provenientes de estaciones de tierra o radio satlites.
Las zonas submarinas a explorar son posteriormente balizadas disponiendo en el fondo del mar emisores de ultrasonidos que permiten al navo situarse muy exactamente sobre sus objetivos.
Si bien resulta generalmente ms cmodo prospeccionar en mar que en tierra, donde se choca con las dificultades de movimientos debido a la naturaleza o al hombre, la ssmica marina exige, sin embargo, la puesta a punto de mtodos especiales, pues aunque slo sea para no alterar el equilibrio ecolgico de la fauna, las cargas de explosivos estn prohibidos en las zonas pesqueras. La onda necesaria se obtiene, pues, por medio de una descarga elctrica, por emisin brutal de aire comprimido o vapor de agua o mediante detonacin de gas.
2. Extraccin del petroleo
Sacar petrleo de las entraas de la Tierra es ms fcil que extraer carbn. Se taladra un agujero pequeo y se bombea, o bien se deja que la presin natural, si existe, lo eleve hasta la superficie.
En fin, cuando la perforacin ha alcanzado la zona petrolfera, se procede a la puesta en servicio del pozo, operacin delicada si se quiere evitar la erupcin y a veces incendio.
En la explotacin de un yacimiento se distinguen dos periodos que son la recuperacin primaria y la recuperacin secundaria.
En la recuperacin primaria, por el efecto de la presin, el petrleo sube por s mismo a la superficie: la emanacin se debe al drenaje por gravedad o al reemplazamiento del aceite sea por una subida del agua bajo presin (water-drive), sea por la expansin del gas disuelto (depletion-drive), o incluso por la dilatacin del gas comprimido que sobrenada el aceite (gas capdrive) o una combinacin de estos mecanismos. Por consiguiente, la presin natural que tiene tendencia a bajar con rapidez se intenta restablecer por medio de una inyeccin de gas comprimido (gas-lift) antes de disolverle en el bombeo con bombas de balancn (cabeza de caballo) cuyo lento movimiento alternativo es transmitido por un juego de tubos al pistn situado en el fondo del pozo. Llegado a la
superficie, el petrleo bruto pasa a una estacin de "limpiado", donde se le extrae primero el metano y los gases licuados (estabilizacin), electrosttica y por fin el sulfuro de hidrgeno de desgasificacin a contracorriente (stripping).
Para luchar contra el colmatado progresivo de los poros de la roca petrolfera y restablecer la actividad del yacimiento, es necesario "estimular" peridicamente los pozos por acidificacin (inyeccin de cido clorhdrico), por torpedeo (perforacin con la ayuda de balas tiradas con un fusil especial cuyos explosivos descienden a la altura de la formacin o por fracturacin hidrulica (potentes bombas de superficie hasta la ruptura brutal de la roca colmatada).
En la recuperacin secundaria los mtodos procedentes, no permiten, por s solos, llevar a la superficie ms que el 20% aproximadamente del petrleo contenido en el yacimiento; de aqu viene la idea de extraer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los artfices siguientes:
El drenaje con agua (water-drive) por inyeccin de agua por debajo o alrededor del petrleo;
Reinyeccin del gas (gas-drive) por encima o atrs del petrleo;
Drenaje con agua caliente o con vapor, ms costoso, pero permite recuperar el 90% del yacimiento.
Hay diversas formas de efectuar la perforacin, pero el modo ms eficiente y moderno es la perforacin rotatoria o trepanacin con circulacin de barro. Primero se construye un armazn piramidal de acero o de madera (se suelen hallar muchas en Europa), llamado "torre", de unos veinte o treinta metros de altura, que sirve para sostener la maquinaria necesaria para mover un taladro rotatorio que trabaja como el berbiqu de los carpinteros, y que va entrando en la roca como ste en la madera. Es muy rpido en su trabajo, pues completa la perforacin en unas cuantas semanas.
Los pedacitos pulverizados de roca que va cortando, son arrastrados, segn desciende la herramienta, por medio de un chorro de agua a presin que los saca del agujero. Al salir este fango a la superficie revela la naturaleza de la roca a travs de la cual est pasando la herramienta cortadora. El agujero que practica el taladro se forra con una tubera de hierro. Un pozo de petrleo es, por lo tanto, un tubo fino y largo de hierro que atraviesa la roca hasta llegar al estrato que lo contiene. Generalmente se encuentran capas intermedias de agua, antes de llegar al petrleo. Las perforaciones se hacen mediante trpanos, y las paredes del largo tubo que se forma son mantenidas en su sitio con caos que se introducen ms tarde, y por los que salen a la superficie los materiales arrancados del interior de la tierra.
La silueta caracterstica del pozo de perforacin es un mstil o estructura piramidal que permite subir y retirar una a una las tuberas de los pozos a fin de recambiar la punta trepanadora usada y llevar a la superficie una muestra de la roca perforada.
Las capas subterrneas ricas en petrleo pueden encontrarse bajo las aguas de los mares o bajo las extensiones yermas de los desiertos, lo mismo que en algunas regiones cubiertas de espesas selvas tropicales.
C. Variedades de crudo
Cada yacimiento de petrleo est constituido por una mezcla de miles de hidrocarburos diferentes, formados por la asociacin de tomos de carbono e hidrgeno, cuyo origen todava es mal conocido; a esta mezcla se agregan cantidades variables de sustancias que contienen azufre, nitrgeno y oxgeno: de los ms de 1.500 campos petrolferos conocidos, no se han encontrado an dos crudos exactamente iguales.
Segn la predominacin de uno de los compuestos caractersticos, se pueden clasificar los petrleos en:
1. crudos parafnicos, presentan una proporcin elevada de hidrocarburos tipo CnH
n+ particularmente parafinas y ceras naturales (Pennsylvania, Libia);
2. crudos naftnicos, con una cantidad ms grande de naftenos, hidrocarburos de la serie anulares o cclicos (Venezuela);
3. crudos aromticos, en los que se encuentran hidrocarburos bencnicos CnH
(Borneo);
4. crudos sulfurosos, que contienen sulfuro de hidrgeno y mercaptanos formados
por la fijacin de azufre sobre un hidrocarburo (Oriente Medio);
5. crudos particulares, como los crudos bituminosos, que son los crudos de muy
bajo contenido en azufre, y los crudos polucionados por cidos, metales (vanadio, nquel, arsnico), sales, agua salada, etc.
Por otro lado, algunos hidrocarburos raros o ausentes en el petrleo bruto son sintetizados por cracking o por hidrogenacin y se encuentran en los productos petrolferos despus del refino y en petroqumica; tales son las olefinas o hidrocarburos etilnicos CnH con doble enlace entre los tomos de carbono, los hidrocarburos aromticos o el acetileno.
Para dilucidar la naturaleza compleja del petrleo crudo y sus derivados, se han tenido que poner a punto procedimientos que permiten determinar la composicin y las caractersticas fsico-qumicas de los diferentes productos, despus estudiar su comportamiento, primero por ensayos de simulacin en laboratorio, despus en el curso de su utilizacin real ulterior. En particular mtodos de anlisis muy rigurosos se han desarrollado y normalizado, primero en Estados Unidos, despus en el mundo entero, para asegurar que la calidad de los derivados del petrleo est definida de manera incontestable antes de ser entregados para su consumo.
II. Produccin
Los Estados Unidos de Amrica es el mayor extractor de petrleo, y hasta tal punto es as, que su produccin viene a ser la mitad de la mundial. Pero esto en algn modo significa que posea la mitad de la existencia mundial de este producto. La razn es que los Estados Unidos de Amrica ha desarrollado y est consumiendo con mayor rapidez sus recursos petroleros.
No cabe la menor duda de que el resto del mundo posee una cantidad de petrleo mucho mayor que la poseda por el gran coloso de Amrica. En todo el mundo se producen alrededor de 6.000 millones de barriles por ao y, como es sabido, cada barril contiene 160 litros.
Aparte de Estados Unidos de Amrica, los otros grandes productores son: Rusia, Venezuela, Irn, Indonesia, Mxico, Rumania, Irak, Colombia, Argentina, Trinidad, Per, India y Birmania.
Canad produce tambin una considerable cantidad, y se le abren, en este sentido, magnificas perspectivas. Las mayores reservas de petrleo en el mundo se encuentran, en efecto, en Athabaska (Alberta, Canad). Segn un clculo oficial, se estiman las reservas de Athabaska en 100 billones de barriles, y, segn otra estimacin, tambin oficial, hay ms del doble de la cantidad mencionada.
A. Transportacin del petrleo
El papel del transporte en la industria petrolfera es considerable: Europa occidental importa el 97% de sus necesidades, principalmente de frica y de Oriente Medio y Japn el 100%. Pero los pases que se autoabastecen estn apenas mejor dotados, porque los yacimientos ms importantes se encuentran a millares de kilmetros de los centros de consumo, en Estados Unidos como en Rusia, en Canad como en Amrica del Sur.
El petrleo gigante (superpetrolero), es el medio ms econmico para transportar energa, bajo la forma que sea; tiene asimismo la ventaja de una gran flexibilidad de utilizacin; en conjunto, los mares del mundo estn surcadas permanentemente por una flota de un total de 244 M de capacidad, constituida por millares de unidades radio dirigidas en cada instante segn las exigencias lgicas.
Los "buques-tanques", barcos donde el petrleo es transportado, se construyen generalmente para este fin y son, en realidad, verdaderos tanques flotantes. Trabajar en ellos resulta muy desagradable, pues a bordo todo huele a petrleo. Por ello, sus tripulaciones reciben una buena paga.
En Europa, el aprovisionamiento de zonas industriales alejadas del mar exige el equipamiento de puertos capaces de recibir los superpetroleros de 300,000 y 500,000 Tm de carga, almacenamientos gigantes para la descarga y tuberas de conduccin (pipe-lines) de gran capacidad. La pipe-line de petrleo bruto (oleoducto) es el complemento indispensable y a veces el competidor del navo de alta mar: en efecto, conduce el aceite del yacimiento situado a una distancia ms o menos grande de tierra adentro, al puerto de embarque del yacimiento submarino a la costa ms cercana; del yacimiento directamente a la refinera o finalmente, del puerto de desembarco a la refinera.
La instalacin de un nuevo oleoducto requiere gran cantidad de estudios previos, en los cuales se tiene en cuenta todo lo que puede acortar o beneficiar el proceso del transporte. El sistema de transporte del petrleo por tuberas resulta tan eficiente y econmico que existen hoy miles de kilmetros de ellas, que van desde los pozos de los que surge el preciado lquido hasta los establecimientos de refinacin o hasta las estaciones y puertos de embarque del producto. El aceite mineral es bombeado por kilmetros y kilmetros a travs de las tuberas del oleoducto. Una serie de estaciones de bombeo lo va empujando hasta que llega a las refineras, en donde pasar los procesos de destilacin.
Llevado por los buques-tanques, por vagones especiales o modernos oleoductos, el petrleo llega a la refinera.
B. Almacenamiento del petrleo
La necesidad de almacenar los recursos energticos para controlar mejor su produccin, su transporte, su distribucin y su utilizacin es evidente en la medida en que se desea asegurar un abastecimiento abundante y regular de las industrias y de los consumidores. Ahora bien, la industria del petrleo como la del gas, estn sometidas a riesgos de toda especie, cuyo origen puede ser debido a deficiencias tcnicas, como las averas de las mquinas en las refineras, a bordo de los buques o en los oleoductos; a causas naturales imprevisibles, como la incertidumbre en la prospeccin de los yacimientos, las tormentas en el mar y en tierra o los incendios; y tambin a problemas polticos, econmicos y comerciales, como las crisis que afectan peridicamente las relaciones entre pases productores y pases consumidores.
El petrleo crudo se deposita en grandes tanques de acero, cada uno de los cuales tiene cabida para algunos centenares de barriles. Al calentarlo, la sustancia ms ligera se convierte en un vapor que se recoge y se condensa. La temperatura permanece fija mientras se est evaporando dicha sustancia, pero tan pronto como toda ella ha sido transformada en vapor, la temperatura comienza a elevarse hasta alcanzar el punto de
ebullicin de la siguiente, es decir, de la que hierve a temperatura ms baja entre las que quedan. De esta forma se logra ir separando los distintos hidrocarburos que componen el petrleo.
1. Tipos de almacenamiento
En realidad, el almacenamiento debe quedar asegurado en cada etapa del camino recorrido por el petrleo para ir desde el pozo hasta el surtidor o la caldera. Entre los tipos de almacenamientos tenemos:
a. Almacenamiento del bruto
Es raro que una refinera pueda ser alimentada directamente a partir del yacimiento, debiendo existir una doble rotura de la continuidad del caudal en su trayecto intermedio por buque-cisterna o por oleoducto transcontinental, lo que obliga a mantener un stock de petrleo bruto de cinco das como media, tanto en el punto de embarque como en el de desembarque. La capacidad del terminal, o almacenamiento de cabeza de lnea, debe tener en cuenta la capacidad unitaria (500.000 Tm) de carga para los ms recientes superpetroleros. La cadencia irregular de llegada de los buques para cargar y descargar, la capacidad y el mtodo de explotacin de los oleoductos, y por ltimo la necesidad, de almacenar aparte ciertos petrleos brutos menos sulfurosos.
b. Almacenamiento en la refinera
Se deben prever numerosos depsitos aguas arriba y abajo de cada unidad de proceso para absorber las discontinuidades de marcha debidas a los paros de mantenimiento y a los tratamientos alternativos y sucesivos de materias primas diferentes, para almacenar las bases, cuyos productos terminados sern sacados a continuacin por mezcla, y para disponer de una reserva de trabajo suficiente a fin de hacer frente a las variaciones de envo, tales como la recogida de un gran cargamento recibido por mar.
c. Almacenamiento de distribucin
Solamente una pequea parte de la clientela puede ser abastecida directamente, es decir por un medio de transporte que una directamente el usuario con la refinera. En la mayora de los casos, es ms econmico construir un depsito-pulmn, terminal de distribucin, abastecido masivamente por el medio de transporte que viene de la refinera, ya se trate de conducciones (oleoductos de productos terminados), buques (para los depsitos costeros), barcazas fluviales, vagones cisterna o camiones cisterna. A partir de este depsito-pulmn, el consumidor ser alimentado por un corto trayecto de grandes transportes por carretera o camiones de distribucin.
d. Almacenamiento de reserva
Tras la crisis de 1956 (segunda guerra rabe-israel) que condujo al racionamiento de la gasolina en ciertos pases de Europa Occidental, la mayora de ellos, introdujeron en
sus legislaciones normas de existencias de reserva obligatorias. En Francia, por ejemplo, las compaas petroleras deben poseer en todo momento en los depsitos de las terminales portuarias de las refineras y de los almacenes de distribucin una cantidad de producto igual a tres meses de consumo del mercado interno; slo una cuarta parte de esta reserva puede conservarse en forma de petrleo bruto, no tratado; el resto debe estar formado por productos refinados disponibles inmediatamente.
Panam cuenta con instalaciones Portuarias en Balboa, Roadman, Cristbal, Charco Azul, Chiriqu Grande y Baha Las Minas, las cuales estn dotadas de infraestructuras de almacenamiento de combustibles.
Cuenta adems, con un oleoducto de 131 kilmetros de Longitud que trasiega de petrleo crudo del Pacfico al Atlntico. Este oleoducto tiene una capacidad de bombeo de 800,000 barriles por da y de 2.5 millones de barriles de almacenamiento en cada una de sus terminales, en el Pacfico (Charco Azul) y en el Atlntico (Chiriqu Grande).
En Panam existen actualmente siete (7) Zonas Libres de Petrleo y una capacidad de almacenamiento de combustibles en el orden de los 14 millones de barriles.
En el Cuadro No. 1, se muestran las Zonas Libres de Petrleo, sus terminales y capacidad de almacenamiento.
Cuadro No. 1 Sector Energtico. Zonas Libres de Petrleo.
Contra-
TistaAdminis-
TradorTerminal
PortuarioCaladoPrincipal
ProductoCapacidad de
Almacenamiento
Barriles
Aeronutica
CivilOdgen aviation servicesTerrestre-Combustibles de aviacin16,190
Autoridad martima de panamAtlantic pacific, s.a.Cristbal37-40
Combustibles marinos1,540,000
Balboa31-401,670,000
Petro-terminales
De pm.Petro-terminales de pm.Charco azul70
Derivados y crudo2,500,000
Chiriqu grande492,500,000
Petroport, s.a.Petroport, s.a.Cristbal37-40Gas licuado34,286
Refinera panam, s.a.Refinera panam, s.a.Baha las minas39Crudo y derivados3,670,000
Atlantic pacific, s.a.Atlantic pacific, s.a.Cristbal37-40
Combustibles marinos905,000
Alireza movil terminal, s.a.Alireza movil terminal, s.a.Roadman 133,5-38Combustibles marinos1,000,000
Roadman 230-33,5Combustibles
Oleoducto-Marinos
Arraijan howardCombustibles de aviacin
Almacenamiento total de panam
2. Almacenamientos subterrneos
Los productos petrolferos se almacenan en el suelo debido a la preocupacin por la seguridad, siempre pensando en proteger los depsitos de atentados; adems, es tambin una solucin econmica a los problemas de los grandes almacenamientos, que evita inmovilizar terrenos de valor o desfigurar el paisaje. Esta idea se presenta, hoy, de formas muy diversas:
a. Depsito enterrado
En lugar de construir cubas, cubetas y otros recipientes al ras del suelo, es muy fcil, con cierto suplemento de coste, construirlas en fosas que se rellenan a continuacin, o en cavernas, canteras o minas de sal. Esta tcnica no slo es utilizada por las pequeas instalaciones (estaciones de servicio, calefaccin domstica), tambin para las reservas militares estratgicas.
b. Almacenamiento en la sal
El subsuelo encierra inmensos yacimientos de sal gema, en los cuales se pueden crear cavidades explotables como almacenamiento subterrneo de productos petrolferos lquidos. Es suficiente perforar pozos por los cuales se inyecta agua dulce de lavado, que disuelve la sal y vuelva a subir a la superficie en forma de salmuera; al cabo de un cierto tiempo, se obtiene en la base de cada pozo una gran bolsa rellena de esta salmuera, que es agua saturada de sal. El pozo sirve a continuacin para el rellenado de la cavidad por desplazamiento de la salmuera que es recogida en la superficie en un estanque a suelo abierto y luego para la recuperacin del producto almacenado, empujado hacia lo alto por una reinyeccin de agua o de salmuera. El excedente de salmuera puede ser tratado para recuperar la sal o echado al mar ya sea con un curso de agua y respetando el porcentaje de salinidad, o mediante un oleoducto.
c. Caverna barrenada
Utilizando la excavacin con explosivos y otras tcnicas de perforacin de toneles, es posible realizar galeras subterrneas de almacenamiento a una profundidad que debe ser tanto mayor cuanto ms voltil sea el producto, a fin de que la presin hidrosttica que reina en el subsuelo sea siempre superior a la tensin de vapor de este ltimo.
d. Mina abandonada
Una antigua mina de hierro ya abandonada puede ser puesta de nuevo en servicio a fin de servir como almacenamiento, por ejemplo: para gas-oil.
e. Yacimiento en formacin
El gas puede ser almacenado bajo presin en rocas porosas subterrneas, bien se trate de yacimientos agotados o estructuras geolgicas vacas que presenten las caractersticas requeridas.
C. Proceso de refinacin del petrleo
El petrleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los productos acabados y las materias qumicas ms diversas. El petrleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullicin. Su separacin se logra mediante el proceso llamado "destilacin fraccionada". Esta funcin est destinada a las "refineras", factoras de transformacin y sector clave por definicin de la industria petrolfera, bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria.
El trmino de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el petrleo para lmparas, se reviste hoy de tres operaciones:
La separacin de los productos petrolferos unos de otros, y sobre la destilacin del crudo (topping).
La depuracin de los productos petrolferos unos de otros, sobretodo su desulfuracin.
La sntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de tomos de carbono y de hidrgeno, su deshidrogenacin, su isomerizacin o su ciclado,
obtenidos bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presin y catalizadores apropiados.
En un inicio, el refino se practicaba directamente en los lugares de produccin del petrleo, pero pronto se advirti que era ms econmico transportar masivamente el crudo hasta las zonas de gran consumo y construir refineras en los pases industrializados, adaptando su concepcin y su programa a las necesidades de cada pas.
El petrleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por varios das para sedimentar y drenar el agua que normalmente contiene. Posteriormente es mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinacin.
Una refinera comprende una central termoelctrica, un parque de reservas para almacenamiento, bombas para expedicin por tubera, un apeadero para vagones-cisterna, una estacin para vehculos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fbrica compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de tcnicos que controlan por turno todos los datos.
Mientras que antes las antiguas refineras ocupaban a centenares y a veces a millares de obreros en tareas manuales, sucias e insalubres, las ms modernas estn dotadas en la actualidad de automatismos generalizados para el control y la conduccin de los procesos y no exigen ms que un efectivo reducido de algunas personas.
En la industria de transformacin del petrleo, la destilacin es un proceso fundamental, pues permite hacer una separacin de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullicin, que es la temperatura a la cual hierve una sustancia.
1. Destilacin Atmosfrica y al Vaco
Este es el primer proceso que aparece en una refinera. El petrleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de produccin, se almacena en tanques cilndricos de gran tamao, de donde se bombea a las instalaciones de este proceso. El petrleo se calienta en equipos especiales y pasa a una columna de destilacin que opera a presin atmosfrica en la que, aprovechando la diferente volatilidad de los componentes, se logra una separacin en diversas fracciones que incluyen gas de refinera, gas licuado de petrleo (LPG), nafta, queroseno (kerosene), gasleo, y un residuo que corresponde a los compuestos ms pesados que no llegaron a evaporarse.
En una segunda columna de destilacin que opera a condiciones de vaco, se logra la vaporizacin adicional de un producto que se denomina gasleo de vaco, y se utiliza como materia prima en otros procesos que forman parte de las refineras para lograr la conversin de este producto pesado en otros ligeros de mayor valor. En este proceso, el petrleo se separa en fracciones que despus de procesamientos adicionales, darn origen a los productos principales que se venden en el mercado: el gas LP (comnmente utilizado en las estufas domsticas), gasolina para los automviles, turbosina para los aviones jet, diesel para los vehculos pesados y combustleo para el calentamiento en las operaciones industriales. Pero estos productos tienen que cumplir con una serie de especificaciones que aseguren su comportamiento satisfactorio.
Originalmente, las especificaciones tuvieron un enfoque eminentemente tcnico, como el nmero de octano de la gasolina, o el de cetano del diesel, o el punto de humo del queroseno, o la viscosidad del combustleo; actualmente, las consideraciones de proteccin ambiental han incorporado muchos ms requerimientos, limitndose, por ejemplo en la gasolina, el contenido del azufre (este compuesto al quemarse, produce dixido de azufre que al pasar a la atmsfera se oxida, y con el agua da origen a la lluvia cida), el benceno (que es un hidrocarburo que tiene carcter cancergeno), las olefinas y los aromticos (que son familias de hidrocarburos altamente reactivas en la atmsfera, promotoras de la formacin de ozono); la presin de vapor (que debe limitarse para reducir las emisiones evaporativas en los automviles y gasolineras), e inclusive se requiere la presencia de
compuestos oxigenados que no ocurren naturalmente en el petrleo (estos compuestos favorecen la combustin completa en los motores automotrices).
Adems de la destilacin atmosfrica y al vaco, los procesos de refinacin ms importantes son los siguientes:
2. Hidrotratamiento
En forma generalizada, en los combustibles de hoy da se reducen los compuestos de azufre, para evitar daos ambientales por lluvia cida. Al proceso que se utiliza para este propsito y al cual se someten las diferentes fracciones que se obtienen en la destilacin atmosfrica y al vaco se le denomina hidrotratamiento o hidrodesulfuracin, por estar basado en el uso de hidrgeno que reacciona con los compuestos de azufre presentes en los hidrocarburos para formar cido sulfhdrico; en un procesamiento posterior, este compuesto se convierte en azufre elemental slido que tiene una importante aplicacin industrial. En el proceso ocurren reacciones adicionales que permiten complementar el tratamiento al eliminar tambin compuestos nitrogenados, convertir las olefinas en compuestos saturados y reducir el contenido de aromticos. El hidrotratamiento requiere de altas presiones y temperaturas, y la conversin se realiza en un reactor qumico con catalizador slido constituido por gg-almina impregnada con molibdeno, nquel y cobalto.
3. Reformacin de Nafta
Los cortes de nafta que se obtienen por destilacin directa de cualquier tipo de petrleo presentan un nmero de octano muy bajo (45 a 55), y seran inaplicables para la gasolina que requieren los automviles modernos (octanajes de 80 a 100). Es necesario entonces modificar la estructura qumica de los compuestos que integran las naftas, y para ello se utiliza el proceso de reformacin en el que a condiciones de presin moderada y alta temperatura, se promueven reacciones catalticas conducentes a la generacin de compuestos de mayor octano como son los aromticos y las isoparafinas. Simultneamente en las reacciones se produce hidrgeno, que se utiliza en la misma refinera en los procesos de hidrotratamiento. Las reacciones son promovidas por catalizadores basados en gg-almina como soporte de metales activos (platino-renio o platino-estao).
4. Isomerizacin
Los ismeros son molculas que tienen el mismo tipo y cantidad de tomos, pero con diferente estructura en su conformacin. En el caso particular de las parafinas, que son hidrocarburos constituidos por cadenas de tomos de carbono asociados a hidrgeno, se tienen para una misma frmula general (CnH(2n+2)) una gran variedad de estructuras; cuando la cadena de tomos de carbono es lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto es una isoparafina.
En el grupo de parafinas que forman parte de las gasolinas, las isoparafinas tienen nmero de octano superior a las parafinas normales, de tal manera que para mejorar la calidad del producto se utiliza un proceso en el que las parafinas normales se convierten en isoparafinas a travs de reacciones de isomerizacin.
La prctica es separar por destilacin la corriente de nafta en dos cortes, ligero y pesado; el ligero que corresponde a molculas de cinco y seis tomos de carbono se alimenta al proceso de isomerizacin, mientras que el pesado, con molculas de siete a once tomos de carbono, es la carga al proceso de reformacin antes descrito. Las reacciones de isomerizacin son promovidas por catalizador de platino soportado en gg-almina.
5. Desintegracin Cataltica Fluida (FCC)
Este es un proceso de conversin de hidrocarburos pesados presentes en los gasleos de vaco, que permite producir gasolina, y en consecuencia aumentar el rendimiento de este combustible en las refineras, disminuyendo la produccin de residuales.
El proceso FCC se basa en la descomposicin o rompimiento de molculas de alto peso molecular; esta reaccin se promueve por un catalizador slido con base en zeolitas en presentacin pulverizada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga en un reactor de tipo tubular con flujo ascendente. A la salida del reactor, el catalizador se separa de los productos de reaccin a travs de ciclones, y el coque que se genera y adhiere al mismo por las altas temperaturas de reaccin, se quema en un equipo especial antes de recircularse al reactor; la energa liberada en el quemado sirve para dar parte del calentamiento de la corriente de carga.
En el proceso se producen, adems de gasolina, productos ms ligeros como gas seco (metano y etano) y fracciones de 3 a 5 tomos de carbono, de carcter olefnico, que se utilizan como materia prima en la produccin de teres y gasolina alquilada en procesos subsecuentes de la refinera. Tambin se genera un producto pesado rico en aromticos, conocido como aceite cclico ligero, que se procesa en las hidrotratadoras de la fraccin diesel, y otro denominado aceite decantado que se incorpora al combustleo.
6. Produccin de teres
Con el propsito de reducir las emisiones de monxido de carbono e hidrocarburos no quemados de los vehculos con motor a gasolina, se agregan a este combustible componentes que contienen oxgeno en su molcula, como es el caso de los teres.
Estos componentes se dosifican en la gasolina para obtener un contenido de oxgeno de 1 a 2% en peso y, en virtud de su alto nmero de octano, contribuyen al buen desempeo de este combustible en los motores. Los componentes oxigenados utilizados en la formulacin de gasolinas en Mxico son el MTBE (metil tert-butil ter) y en menor grado el TAME (tert-amil metil ter).
Estos teres se obtienen en las refineras a partir de alcohol metlico, producido en los complejos petroqumicos, y de las olefinas ligeras producidas en los procesos de desintegracin cataltica FCC, con el beneficio adicional de reducir el contenido de estas
olefinas ligeras (importantes contribuyentes a la formacin de ozono en la atmsfera) en la gasolina.
7. Alquilacin
El proceso de alquilacin es una sntesis qumica por medio de la cual se unen olefinas ligeras (propileno y/o butenos producidos en el proceso FCC antes descrito) con isobutano (proveniente de la fraccin de gas LP recuperada en la destilacin atmosfrica del petrleo y complementada con corrientes equivalentes del procesamiento del gas natural). Al resultado de la sntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto constituido por componentes isoparafnicos cuyos puntos de ebullicin se ubican dentro del intervalo de la gasolina.
En sus inicios el proceso tuvo como objetivo obtener un combustible aplicable a aviones de turbohlice, y aumentar el rendimiento de gasolina a partir de las diversas corrientes ligeras producidas en la refinera, pero actualmente su objetivo es producir una fraccin cuyas caractersticas tanto tcnicas (alto octano) como ambientales (bajas presin de vapor y reactividad fotoqumica) la hacen hoy en da, uno de los componentes ms importantes de la gasolina reformulada. La alquilacin es un proceso cataltico que requiere de un catalizador de naturaleza cida fuerte, y se utilizan para este propsito ya sea cido fluorhdrico o cido sulfrico.
8. Fondo de Barril
La cada vez mayor disponibilidad relativa de crudo pesado, con altos contenidos de azufre y metales y bajos rendimientos de destilados, hace necesario el contar con unidades de proceso que permitan modificar estos rendimientos en conformidad con las demandas, produciendo combustibles con calidad ecolgica.
Esto apunta hacia la introduccin de procesos de conversin que aumenten la produccin de destilados y disminuyan los residuales pesados. A este tipo de procesos se les ha llamado en su conjunto procesos de fondo de barril, y constituyen ya una seccin especfica de la mayor parte de las refineras.
En Mxico, esta tendencia se justifica por la necesidad de procesar cada vez mayores proporciones de crudo tipo Maya. Entre las opciones de procesamiento, se tienen las orientadas a la produccin de combustleo de bajo contenido de azufre, utilizando el proceso de hidrotratamiento de residuos, aunque se empiezan a generalizar los esquemas de alta conversin, basados en hidrodesintegracin profunda o en coquizacin, para aumentar el rendimiento de destilados a expensas de la desaparicin del combustleo.
Los procesos de hidrotratamiento se basan en la reaccin cataltica del hidrgeno con los compuestos de azufre a condiciones severas de presin y temperatura, y con catalizadores de caractersticas muy especiales. Los procesos de hidrodesintegracin se diferencian fundamentalmente en el tipo de catalizador, que se disea para orientar las reacciones a la descomposicin de las molculas para generar productos ligeros; la presencia del hidrgeno permite que estos productos resulten de carcter no olefnico y bajos en azufre.
Por otro lado, los procesos de coquizacin consisten en la desintegracin trmica no cataltica de los residuales; la ausencia de hidrgeno hace que los productos del proceso sean ricos en olefinas y azufre, requiriendo entonces procesamiento ulterior en las unidades de hidrotratamiento de destilados. Simultneamente se produce coque de petrleo, compuesto constituido principalmente de carbn.
Otro proceso basado en la descomposicin trmica, bastante antiguo pero an presente en muchas refineras, es el de reduccin de viscosidad, orientado a la autogeneracin de diluentes del combustleo para reducir el uso de destilados valiosos que tambin se usan para este propsito.
9. Produccin de Lubricantes
Dentro de la industria en general, los lubricantes juegan un papel fundamental, pues evitan que el contacto continuo entre partes mviles de una mquina provoque esfuerzos por friccin que puedan llevarla a un mal funcionamiento e inclusive a su destruccin.
Durante la refinacin del petrleo es posible, si se desea, producir bases de lubricantes, las cuales deben cumplir en forma muy estricta con el rango de viscosidad que las caracteriza. La materia prima para obtener las bases de lubricantes es el residuo de la destilacin atmosfrica del petrleo, el cual se redestila a condiciones de vaco para generar cortes especficos que se denominan: especialidades, neutro ligero y neutro, generndose adems en otro proceso de desasfaltizacin del residuo de vaco por extraccin con solventes, cortes adicionales que se denominan: neutro pesado, pesado y cilindros.
En su conjunto, los cortes lubricantes requieren de un procesamiento posterior que involucra plantas de desaromatizacin y de desparafinacin, indispensables para ajustar los ndices de viscosidad, o sea la variacin de la viscosidad del lubricante con la temperatura, que es la propiedad fundamental que define su calidad. Simultneamente se produce parafina suave y parafina dura.
10. Endulzamiento y Recuperacin de Azufre
La eliminacin del cido sulfhdrico (H2S) que acompaa al gas que se separa en la destilacin atmosfrica, y que est sobre todo presente en el gas resultante de los procesos de hidrotratamiento, es indispensable para evitar emisiones de azufre durante el quemado de dicho producto como combustible de la propia refinera.
La separacin del H2S de los gases se realiza en un proceso que se denomina de endulzamiento, basado en la absorcin en soluciones acuosas de aminas; la solucin rica en sulfhdrico se regenera por agotamiento con vapor para recircularse a la absorcin, y el H2S separado se procesa en unidades donde primeramente se realiza una combustin parcial del mismo para generar una proporcin adecuada de H2S y SO2, que enseguida se hacen reaccionar catalticamente para generar azufre elemental.
11. Procesamiento de Gas Natural
El gas natural est constituido principalmente por metano con proporciones variables de otros hidrocarburos (etano, propano, butanos, pentanos y gasolina natural) y de contaminantes diversos. El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y cido sulfhdrico, este ltimo tambin por su carcter contaminante), los que reducen el poder calorfico (dixido de carbono y nitrgeno) y los que forman depsitos slidos a bajas temperaturas (nuevamente agua y dixido de carbono), para despus separar los hidrocarburos ms pesados que el metano, que constituyen materias primas bsicas para la industria petroqumica.
Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son la deshidratacin (eliminacin de agua, usualmente con adsorbentes slidos, como almina o mallas moleculares), el endulzamiento (eliminacin de cido sulfhdrico y dixido de carbono con soluciones absorbentes en un esquema similar al descrito para los procesos de endulzamiento de gas de refinera), y la recuperacin criognica de etano e hidrocarburos ms pesados (condensacin de estos componentes a bajas temperaturas, del orden de 100oC, y destilacin fraccionada de los lquidos condensados). Otras etapas complementarias son el fraccionamiento de los hidrocarburos recuperados y la conversin del cido sulfhdrico a azufre.
12. Procesos Petroqumicos
Adems de los combustibles, del petrleo se obtienen derivados que permiten la produccin de compuestos qumicos que son la base de diversas cadenas productivas que terminan en una amplia gama de productos conocidos genricamente como productos petroqumicos, que se utilizan en las industrias de fertilizantes, plsticos, alimenticia, farmacutica, qumica y textil, entre otras.
Las principales cadenas petroqumicas son las del gas natural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y la de los aromticos. La cadena del gas natural se inicia con el proceso de reformacin con vapor por medio del cual el metano reacciona catalticamente con agua para producir el llamado gas de sntesis, que consiste en una mezcla de hidrgeno y xidos de carbono. El descubrimiento de este proceso permiti la produccin a gran escala de hidrgeno, haciendo factible la produccin posterior de amonaco por su reaccin con nitrgeno, separado del aire. El amonaco es la base en la produccin de fertiliz