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UNIVESIDAD NACIONAL DE INGENIERIAEscuela de Ingeniera Industrial

PROCESOS INDUSTRIALES I

Prof. Ing Parra Osorio, Hernan

ALUMNO: SILVERA IRUPAILLA, JOEL

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VISITA A REPSOL

1.- OBJETIVOS:

Conocer los Procesos de la industria Petroquimica. Conocer la importancia de las distintas zonas y etapas de la planta.

2.- FUNDAMENTO TERICO

PETROQUMICA

Petroqumica es la ciencia y la tcnica correpondiente a la petroleoqumica. La

petroleoqumica es lo perteneciente o relativo a la industria que utiliza el petrleo oel gas natural como materias primas para la obtencin de productos qumicos

(Real Academia Espaola)

Petroqumica es la extraccin de cualquier sustancia qumica a partir de

combustibles fsiles. Estos incluyen combustibles fsiles purificados como el

metano, el propano, el butano, la gasolina, el queroseno, el gasoil, el combustible

de aviacin, as como pesticidas,herbicidas,fertilizantes y otros artculos como los

plsticos, el asfalto o las fibras sintticas.

La petroqumica: industria dedicada a obtener derivados qumicos del gas. Los

productos petroqumicos incluyen todas las sustancias qumicas que se extraen de

el petrleo. La industria petroqumica moderna data del siglo XIX, y se fabrican a

partir de productos no petrolferos. La mayor parte de los productos petroqumicos

se fabrican a partir de un nmero relativamente pequeo de hidrocarburos, entre

propeno, butadieno y aromticos.

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Formacin del petrleo

El petrleo se forma bajo la superficie terrestre por la descomposicin de

organismos marinos. Los restos de animales minsculos que viven en el mar y,

en menor medida, los de organismos terrestres arrastrados al mar por los ros o

los de plantas que crecen en los fondos marinos se mezclan con las finas

arenas y limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos

depsitos, ricos en materiales orgnicos, se convierten en rocas generadoras de

crudo. El proceso comenz hace muchos millones de aos, cuando surgieron los

organismos vivos en grandes cantidades, y contina hasta el presente. Los

sedimentos se van haciendo ms espesos y se hunden en el suelo marino bajo su

propio peso. A medida que van acumulndose depsitos adicionales, la presin

sobre los situados ms abajo se multiplica por varios miles, y la temperatura

aumenta en varios cientos de grados. El cieno y la arena se endurecen y se

convierten en esquistos y arenisca; los carbonatos precipitados y los restos de

caparazones se convierten en caliza, y los tejidos blandos de los organismos

muertos se transforman en petrleo y gas natural.

Una vez formado el petrleo, ste fluye hacia arriba a travs de la cortezaterrestre porque su densidad es menor que la de las salmueras que saturan los

intersticios de los esquistos, arenas y rocas de carbonato que constituyen dicha

corteza. El petrleo y el gas natural ascienden a travs de los poros

microscpicos de los sedimentos situados por encima. Con frecuencia acaban

encontrando un esquisto impermeable o una capa de roca densa: el petrleo

queda atrapado, formando un depsito. Sin embargo, una parte significativa del

petrleo no se topa con rocas impermeables sino que brota en la superficie

terrestre o en el fondo del ocano. Entre los depsitos superficiales tambin

figuran los lagos bituminosos y las filtraciones de gas natural.

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3.- PROCESO

Refinado y Destilacin del petrleo

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 componentesque 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.

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As, por ejemplo, la torre de "destilacin al vaco" recibe el crudo reducido dela

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.

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La primera etapa en el refinado del petrleo crudo consiste en separarlo en

partes, o fracciones, segn la masa molecular. El crudo se calienta en una

caldera y se hace pasar a la columna de fraccionamiento, en la que la

temperatura disminuye con la altura. Las fracciones con mayor masa

molecular (empleadas para producir por ejemplo aceites lubricantes y ceras)

slo pueden existir como vapor en la parte inferior de la columna, donde se

extraen. Las fracciones ms ligeras (que darn lugar por ejemplo a

combustible para aviones y gasolina) suben ms arriba y son extradas all.

Todas las fracciones se someten a complejos tratamientos posteriores para

convertirlas en los productos finales deseados.

Destilacin bsica.

La herramienta bsica de refinado es la unidad de destilacin. El petrleo crudo

empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para hervir

el agua. Los hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan a

temperaturas ms bajas, y a medida que aumenta la temperatura se van

evaporando las molculas ms grandes. El primer material destilado a partir delcrudo es la fraccin de gasolina, seguida por la nafta y finalmente el queroseno.

En las antiguas destileras, el residuo que quedaba en la caldera se trataba con

cido sulfrico y a continuacin se destilaba con vapor de agua. Las zonas

superiores del aparato de destilacin proporcionaban lubricantes y aceites

pesados, mientras que las zonas inferiores suministraban ceras y asfalto. A finales

del siglo XIX, las fracciones de gasolina y nafta se consideraban un estorbo

porque no exista una gran necesidad de las mismas; la demanda de queroseno

tambin comenz a disminuir al crecer la produccin de electricidad y el empleo

de luz elctrica. Sin embargo, la introduccin del automvil hizo que se disparara

la demanda de gasolina, con el consiguiente aumento de la necesidad de crudo.

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Craqueo trmico.

El proceso de craqueo trmico, o pirlisis a presin, se desarroll en un esfuerzo

para aumentar el rendimiento de la destilacin. En este proceso, las partes ms

pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presin. Esto divide

(craquea) las molculas grandes de hidrocarburos en molculas ms pequeas,

lo que aumenta la cantidad de gasolina compuesta por este tipo de

molculas producida a partir de un barril de crudo. No obstante, la eficiencia

del proceso era limitada, porque debido a las elevadas temperaturas y presiones

se depositaba una gran cantidad de coque (combustible slido y poroso) en los

reactores. Esto, a su vez, exiga emplear temperaturas y presiones an ms

altas para craquear el crudo. Ms tarde se invent un proceso de coquefaccin

en el que se recirculaban los fluidos; el proceso funcionaba durante un tiempomucho mayor con una acumulacin de coque bastante menor. Muchos

refinadores adoptaron este proceso de pirlisis a presin.

Alquilacin y craqueo cataltico.

En la dcada de 1930 se introdujeron otros dos procesos bsicos, la alquilacin

y el craqueo cataltico, que aumentaron adicionalmente la gasolina producida a

partir de un barril de crudo. En la alquilacin, las molculas pequeas producidas

por craqueo trmico se recombinan en presencia de un catalizador. Esto

produce molculas ramificadas en la zona de ebullicin de la gasolina con

mejores propiedades (por ejemplo, mayores ndices de octano) como

combustible de motores de alta potencia, como los empleados en los aviones

comerciales actuales.

En el proceso de craqueo cataltico, el crudo se divide (craquea) en presencia de

un catalizador finamente dividido. Esto permite la produccin de muchos

hidrocarburos diferentes que luego pueden recombinarse mediante alquilacin,

isomerizacin o reformacin cataltica para fabricar productos qumicos y

combustibles de elevado octanaje para motores especializados. La fabricacin

de estos productos ha dado origen a la gigantesca industria petroqumica, que

produce alcoholes, detergentes, caucho sinttico, glicerina, fertilizantes, azufre,

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disolventes y materias primas para fabricar medicinas, nylon, plsticos, pinturas,

polisteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales

aislantes.

Porcentajes de los distintos productos.

En 1920, un barril de crudo, que contiene

159 litros, produca 41,5 litros de

gasolina, 20 litros de queroseno, 77 litros

de gasoil y destilados y 20 litros de

destilados ms pesados. Hoy, un barril de

crudo produce 79,5 litros de gasolina,11,5 litros de combustible para reactores,

34 litros de gasoil y destilados, 15 litros de lubricantes y 11,5 litros de residuos

ms pesados.

Transporte y Distribucin del petrleo

Transporte del petrleo.

Debido a la desigual distribucin de los yacimientos petrolferos, que no suelen

coincidir con los lugares de utilizacin final, se hace necesario el transporte, tanto

del petrleo como de sus derivados, a grandes distancias.

Los medios de transporte utilizados pueden clasificarse de la siguiente manera:

Canalizacin : oleoductos, gaseoductos, etc.

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. Estas

lneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y atraviesan la ms

variada topografa. En la parte inicial del oleoducto una "estacin de bombeo"

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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.

Los oleoductos disponen tambin de vlvulas que permiten controlar el paso del

petrleo y atender oportunamente situaciones de emergencia.

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.

Buques para petrleo (petroleros).

Los buques petroleros tienen su espacio de carga dividido, por medio de tabiques

trasversales y longitudinales, en una serie de tanques separados. Por motivos

tanto de construccin como de seguridad, las salas de mquinas bombas y

camarotes de la tripulacin se encuentran ubicados en la popa, donde tambin se

encuentra situada la chimenea. Adems la sala de mquinas est separada de la

zona de carga por medio de compartimentos vacos (cofferdam) extendidos

transversal y longitudinalmente a lo largo de todo el barco.

En la actualidad se construyen superpetroleros del orden de las 500.000

toneladas, que resultan muy econmicos en grandes travesias, pero que solo

pueden hacer escala en algunos puertos especialmente equipado para ello.

Para el transporte costero y fluvial se utilizan barcos y buques cisternas ms

pequeos.

Transporte por ferrocarril y carretera.

Los centros de consumo situados en el interior y donde no es rentable la

instalacin de un oleoducto (como en Suiza) se han de abastecer con vagones o

camiones cisterna. Los productos para la venta al por menor salen al mercado en

envases, como barriles, toneles, bidones y latas. La parafina

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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.

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

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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 funguicidas.

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, entreotros

usos.

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

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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.

Impacto ambiental del petrleo

En sus orgenes la industria petrolera generaba una contaminacin

medioambiental considerable. A lo largo de los aos, bajo la doble influencia de

los avances tecnolgicos y el endurecimiento de las normas, se ha ido haciendo

mucho ms limpia. Los vertidos de las refineras han disminuido mucho y aunque

siguen producindose explosiones en los pozos son relativamente infrecuentes

gracias a las mejoras tecnolgicas. Sin embargo, resulta ms difcil vigilar la

situacin en los mares. Los petroleros ocenicos siguen siendo una fuenteimportante de vertidos de petrleo. En 1990, el Congreso de Estados Unidos

aprob una legislacin que exiga que los petroleros contaran con doble casco

antes del final de la dcada.

Otra fuente de contaminacin relacionada con la industria petrolera es el azufre

que contiene el crudo. Las reglamentaciones de los gobiernos nacionales y

locales restringen la cantidad de dixido de azufre que pueden emitir las fbricas

y centrales trmicas. Sin embargo, como la eliminacin del azufre resulta cara,las normas todava permiten que se emita a la atmsfera algo de dixido de

azufre.

El gas natural es mucho ms limpio que el petrleo. Como es gaseoso a

temperatura ambiente, no contamina los ros y los ocanos. Adems, como

suele contener poco azufre, se quema de forma limpia.

Bibliografa

He sacado informacin de los siguientes sitios:

1- www.monografas.Com

2- Encarta 1998 - Microsoft.

De todos los videos , le recomiendo el de 47 minutos.