Autor: Ing. Mario Toyo, 29 de agosto 2023
Introducción
La Refinería es la instalación industrial donde se somete el petróleo crudo a procesos físicos y de transformación química para la separación eficiente de hidrocarburos en compuestos y derivados químicos y otros productos petroquímicos de mayor valor de mercado, cumpliendo los estándares técnicos, medioambientales, de calidad y seguridad operacional.
¿De qué productos estaríamos hablando? Lo cierto es que los derivados son muy diversos, y van desde los gases ligeros, como el propano y el butano, hasta las fracciones más pesadas, como el fuel óleo y los asfaltos, pasando por otros productos como las gasolinas, el gasoil y los aceites lubricantes.
Los procesos de destilación atmosférica y al vacío son los dos de los métodos para la separación eficientes de hidrocarburos. En este artículo, disertaremos sobre estos procesos, enfatizando su importancia en la obtención de productos refinados de alta calidad, con la finalidad de cumplir con estándares de internacionales de calidad.
Procesos de separación eficiente de hidrocarburos
Proceso de Destilación Atmosférica
La destilación atmosférica es un proceso de separación eficiente de hidrocarburos que se lleva a cabo a presión atmosférica. En este proceso, el petróleo crudo se precalienta en unos intercambiadores de calor de tubo y carcaza y termina de calentar en un Horno hasta cierta temperatura y se hace llegar hasta la torre fraccionadora; donde los diferentes componentes ebullen y se vaporizan. Los vapores se condensan luego en una columna de destilación, donde se separan en diferentes fracciones.
La refinación del petróleo crudo comienza con la destilación del crudo entrante en la Torre de destilación atmosférica, que opera a presiones ligeramente superiores a la presión atmosférica. Las fracciones más ligeras, como la gasolina y el diésel, se obtienen en la parte superior de la columna. Las fracciones más pesadas, como el fuel oíl y el asfalto, se obtienen en la parte inferior. En la figura 1, se muestra una imagen de una unidad de destilacion atmosferica.
Proceso de Destilación al Vacío
La Destilación al Vacío es un proceso de separación eficiente de hidrocarburos que se lleva a cabo a presiones inferiores a la atmosférica. En este proceso, el petróleo crudo se calienta hasta que los diferentes componentes hierven y se vaporizan. Sin embargo, la presión más baja hace que los puntos de ebullición de los componentes sean más bajos, lo que permite separar las fracciones más pesadas del petróleo crudo.
La destilación al vacío también puede denominarse “destilación a baja temperatura”. Al destilar el petróleo crudo, es importante no someter el petróleo crudo a temperaturas superiores a 370 a 380 °C debido a que los componentes de alto peso molecular en el petróleo crudo sufrirán un craqueo térmico y formarán coque de petróleo a temperaturas superiores a esa
Las fracciones más pesadas, como el asfalto, se obtienen en la parte inferior de la columna. Las fracciones más ligeras, como la gasolina y el diésel, se obtienen en la parte superior. En la figura 2, se muestra una unidad de destilacion al vacio.
Optimizando la separación: Innovaciones y tecnologías avanzadas
La industria energética está en constante evolución, y los procesos de destilación no son una excepción. Innovaciones como las columnas de destilación con platos perforados y los intercambiadores de calor de película delgada están mejorando la eficiencia y la calidad de los productos.
Además, el uso de catalizadores selectivos en la destilación al vacío está permitiendo la obtención de productos con características específicas, satisfaciendo las demandas cambiantes del mercado.
La importancia de la separación de hidrocarburos
La separación de hidrocarburos es una etapa fundamental en la refinación de petróleo. Este proceso permite obtener productos refinados con las características y propiedades deseadas de acuerdo a los estándares internacionales de calidad.
Por ejemplo, la gasolina debe tener un punto de ebullición relativamente bajo para que pueda evaporarse fácilmente en el motor. El diésel, por otro lado, debe tener un punto de ebullición más alto para que pueda soportar las temperaturas más elevadas de los motores diésel.
Los procesos de destilación atmosférica y al vacío son esenciales para obtener productos refinados de alta calidad. Estos procesos permiten separar los hidrocarburos de diferentes pesos moleculares y características, lo que resulta en productos refinados con las propiedades y aplicaciones deseadas.
¿Qué es la eficiencia energética?
El concepto de eficiencia energética hace referencia a la capacidad para obtener los mejores resultados en cualquier actividad empleando la menor cantidad posible de recursos energéticos. Permite reducir el consumo de cualquier tipo de energía y con ello los posibles impactos ambientales asociados a ella. Esto es aplicable desde la generación de dicha energía hasta su consumo final.
Con la separación eficiente de hidrocarburos, se trata por lo tanto de mantener el mismo rendimiento de la actividad, pero incorporando una serie de modelos de gestión sostenibles, hábitos responsables e inversiones en innovación tecnológica.
¿Qué ventajas presenta la eficiencia energética?
Invertir en medidas que mejoren la eficiencia energética tiene efectos muy positivos en todos los ámbitos. Estos son algunos de los principales beneficios que presenta:
- Ahorro de energía y costos
Al utilizar menos recursos energéticos para llevar a cabo una actividad se ahorra energía. Además, un menor gasto de energía se traduce en una reducción en la factura energética.
- Mejoras para el medio ambiente
La eficiencia energética rebaja las emisiones de gases de efecto invernadero. Con el uso responsable de la energía se consumen menos recursos, lo que contribuye a reducir la huella de carbono.
- Mejoras en el abastecimiento
La eficiencia energética nos permite optimizar el uso de recursos naturales. y crear economía de proximidad, fomentando con ello el consumo responsable.
Datos de interés
- La destilación atmosférica es el proceso de separación de hidrocarburos más utilizado en las refinerías de petróleo. Se estima que representa alrededor del 80 % de la producción total de productos refinados.
- La destilación al vacío se utiliza para procesar los cortes pesados del petróleo crudo que no pueden separarse eficientemente mediante la destilación atmosférica convencional.
- Los procesos de destilación atmosférica y al vacío son responsables de la producción de la mayoría de los productos refinados, como gasolina, diésel, combustible para aviones, lubricantes, plásticos, etc. Por lo tanto, una estimación razonable del porcentaje que representan los procesos de destilación atmosférica y al vacío de la producción total de productos refinados es del 95 % o más.
Casos de éxito
- En 2023, la refinería de petróleo de Pemex en Salina Cruz, México, implementó un nuevo proceso de destilación atmosférica que permitió mejorar la calidad de la gasolina y el diésel producidos en la refinería.
- En 2022, la refinería de petróleo de Shell en Rotterdam, Países Bajos, implementó un nuevo proceso de destilación al vacío que permitió reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la refinería.
- Repsol y la eficiencia energética. La eficiencia energética es una de las vías con mayor potencial para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero.
- Repsol cuenta con una estrategia de des carbonización que incluye todas las tecnologías disponibles, incluyendo las llamadas tecnologías disruptivas, y entre cuyos ejes de trabajo destacan la eficiencia energética, la generación y el autoconsumo de electricidad renovable, el hidrógeno renovable, las soluciones de economía circular y los combustibles sintéticos o de baja huella de carbono.
- Entre sus objetivos esta alcanzar las cero emisiones netas en 2050 está la integración de energías renovables en nuestros procesos y la implementación de sistemas y herramientas que mejoren la eficiencia de las instalaciones industriales. De este modo, lograremos hacer nuestros procesos más eficientes y nuestra actividad menos intensiva en carbono.
Perspectivas futuras: Hacia una energía más limpia y eficiente
A medida que el mundo se esfuerza por una transición energética hacia fuentes de energía más limpias, la separación eficiente de hidrocarburos sigue siendo vital. La investigación actual se centra en técnicas de destilación más ecológicas y en la optimización de la recuperación de subproductos, como la captura de carbono y la reutilización de residuos.
Estos avances no solo aumentarán la eficiencia, sino que también reducirán la huella ambiental de la industria; son casos de este tema los que impulsa la empresa Repsol, tales como:
- RepHEN (Repsol Heat Exchanger Network). Este proyecto ofrece una solución innovadora para el problema del ensuciamiento de los intercambiadores de calor.
- Sustitución de compresores y otros equipos. La implantación de nuevos compresores de alta tecnología, más eficientes, permitirá una mayor reducción de emisiones de CO2.
- Mejora de eficiencia en hornos. Instalación de pre calentadores de aire dotados de la última tecnología en los hornos de proceso de Refinerías.
En definitiva, la refinería del futuro es un agente clave para seguir avanzando en la transición hacia un futuro de bajas emisiones: una refinería compleja, sofisticada y adaptada, que ha de seguir trabajando para aumentar la eficiencia de sus operaciones.
Todo esto en términos de reducción de emisiones de CO2 mediante la mejora de sus sistemas de gestión energética y la adopción de nuevas tecnologías; una refinería que ha de mantener sus inversiones para la producción de eco combustibles y otros productos de bajo contenido en carbono; y una refinería que está comprometida con la expansión, profundización y desarrollo de proyectos de colaboración con otras industrias que permitan la reducción de emisiones en toda la cadena productiva.
Conclusión
En resumen, los procesos de destilación atmosférica y al vacío se basan en la diferencia de puntos de ebullición de los diferentes componentes del petróleo crudo. La destilación atmosférica se lleva a cabo a presión atmosférica, mientras que la destilación al vacío se lleva a cabo a una presión reducida. Ambos procesos permiten obtener una amplia gama de productos refinados, que son esenciales para el transporte, la calefacción y la industria.
La separación eficiente de hidrocarburos a través de los procesos de destilación atmosférica y al vacío es un pilar esencial en la refinación de petróleo. Estos métodos han demostrado su capacidad para obtener productos refinados de alta calidad que impulsan nuestra sociedad moderna.
A medida que la industria energética avanza, las innovaciones continúan remodelando estos procesos, prometiendo un futuro más limpio y eficiente. La importancia de estas técnicas en la obtención de productos refinados con especificaciones precisas y adecuadas es innegable, y su papel en la industria energética sigue siendo fundamental en un mundo en constante cambio.
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Referencias
Fuente propia
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