La industria del refino está viéndose modificada por diversos requerimientos medioambientales, cada vez más severos, así como por las nuevas necesidades de mercado.
Entre los distintos factores que están condicionando la evolución futura de la industria del refino cabe destacar los siguientes:
¾ El elevado crecimiento de la demanda energética mundial. Se estima que el consumo mundial de petróleo se incrementará en 39,8 millones de barriles diarios (una tasa promedio de 1,9 por ciento al año), desde un valor de 73 millones de barriles diarios en 1997 a 112,8 en el año 2020.
CAPÍTULO 1 DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA CRUDO SEPARACIÓN DE GAS GLP BUTANOS DESTILADO LIGERO ISOMERIZACIÓN ISOMERATO REFORMADO CATALÍTICO REFORMADO ALQUILACIÓN QUEROSENO NAFTA ALQUILATO DIESEL HIDROCRAQUEO DESTILADO INTERMEDIO CRAQUEO CATALÍTICO DESTILACIÓN A VACÍO DESTILADO COQUIZACIÓN RESIDUO COQUE FUELOLEO ASFALTO HIDROTRATAMIENTO GASOLINA JET FUEL DIESEL DESTILACIÓN ATMOSFÉRICA CRUDO SEPARACIÓN DE GAS GLP BUTANOS DESTILADO LIGERO ISOMERIZACIÓN ISOMERATO REFORMADO CATALÍTICO REFORMADO ALQUILACIÓN QUEROSENO NAFTA ALQUILATO DIESEL HIDROCRAQUEO DESTILADO INTERMEDIO CRAQUEO CATALÍTICO DESTILACIÓN A VACÍO DESTILADO COQUIZACIÓN RESIDUO COQUE FUELOLEO ASFALTO HIDROTRATAMIENTO GASOLINA JET FUEL DIESEL
Figura 1.2. Esquema general de una refinería.
En la Figura 1.3 se recoge la evolución temporal de la relación R/P (reservas/producción) para el petróleo, representada como la previsión de la duración de las mismas si se mantuviera el ritmo actual de producción, a escala mundial y en cada una de las zonas del planeta consideradas individualmente.
¾ La evolución de los requerimientos de calidad de los productos derivados del petróleo (fundamentalmente de la gasolina), función del desarrollo tecnológico de los vehículos y de la normativa en materia de emisiones resultantes de la combustión en los motores. En cuanto a la calidad de las gasolinas, su demanda se va orientando hacia las de alto octanaje.
El binomio energía-medio ambiente es fuente de preocupación a escala mundial y requiere un compromiso entre la calidad de los combustibles y las tecnologías de los equipos que los utilizan, lo que ha de conducir necesariamente a menores emisiones por unidad energética consumida.
El uso masivo de las gasolinas comenzó en los años treinta con el desarrollo de la industria del automóvil. En esos tiempos, los requerimientos de calidad de estos productos eran mínimos, debido al desarrollo incipiente de la industria del refino, así como a la inexistencia de regulaciones en materia de emisiones.
Re se rvas/Producción (R/P) mundial
0 10 20 30
Re servas/Producción (R/P) 2004 por áre a
América del Norte América del Sur y Central Europa y Euroasia Oriente medio Africa Asia Pacífico 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Figura 1.3. Evolución de la relación R/P (reservas/producción) del petróleo por años y por área (BP Statistical Review
of World Energy, 2005).
Con el paso de los años, las gasolinas han ido mejorando sus prestaciones técnicas, siendo la más importante la relacionada con el índice de
octano o capacidad antidetonante. Este índice ha
pasado de los 57 octanos de las gasolinas producidas en la década de los treinta, a los 95 y 98 octanos de las actuales, con las que se consigue un mayor rendimiento y una mayor protección del motor.
Por su parte, la preocupación actual por el medio ambiente ha llevado a los gobiernos y a la industria a favorecer la producción de gasolinas con unas especificaciones mucho más restrictivas. En los años 20 se empezó a utilizar el plomo como aditivo para aumentar la calidad antidetonante de la gasolina. A mediados de los 70, el conocimiento de los efectos dañinos de este metal sobre la salud demandó el desarrollo de nuevos procesos en la industria del refino que permitiesen sustituir el incremento de octano logrado con el plomo, por otros componentes obtenidos mediante distintos procesos.
Actualmente, el Real Decreto 1700/2003 de 15 de septiembre transpone la Directiva 2003/17/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 3 de marzo de 2003, por la que se modifica la Directiva 98/70/CE, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo.
Asimismo, se transpuso, mediante este Real Decreto, la Directiva 2003/30/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 8 de mayo de 2003, relativa al fomento del uso de biocarburantes u otros combustibles renovables en el transporte. El Real Decreto 1700/2003 prohíbe la comercialización de gasolina con plomo en todo el territorio nacional, salvo para uso de vehículos antiguos de tipo especial hasta un máximo del 0,5% de las ventas totales de gasolinas en el mercado nacional, y cuya distribución deberá llevarse a cabo a través de grupos de interés especial. Estas gasolinas con plomo deberán cumplir, en todo caso, las especificaciones vigentes (Apéndice A.6). Actualmente, el Real Decreto 942/2005 ha modificado el Real Decreto 1700/2003 en materia de gasolinas de sustitución,
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CAPÍTULO 1
prohibiendo su comercialización en todo el territorio nacional a partir del 1 de enero de 2009.
Las características de los componentes empleados en la formulación de la gasolina son muy variadas, y dependen de cada uno de los procesos empleados en su producción así como de la calidad de la materia prima alimentada a cada uno de ellos.
Los componentes principales usados en la formulación de las gasolinas son: el reformado, producto obtenido del proceso de reformado catalítico; la gasolina catalítica o gasolina de FCC (craqueo catalítico fluidizado); compuestos isomerizados, generalmente isómeros de pentanos y hexanos; alquilatos, productos obtenidos de la conversión de alquenos y de iso-alcanos; éteres, compuestos oxigenados como metil tercbutil éter (MTBE); butanos, gases subproductos de varios procesos de las refinerías; y naftas primarias hidrodesulfuradas, que se obtienen tras tratar las naftas primarias mediante un proceso de hidrotratamiento que permite eliminar el azufre y el nitrógeno.
En las gasolinas, el azufre y las olefinas proceden casi exclusivamente de la nafta de FCC, mientras que el benceno y los aromáticos lo hacen del reformado. La reducción del azufre y las olefinas de la nafta de FCC implica su hidrotratamiento, lo que conlleva a una pérdida del índice de octano. En el gasóleo, la reducción del azufre se consigue vía hidrodesulfuración (HDS) con catalizadores muy activos.
Las denominadas gasolinas reformuladas son gasolinas oxigenadas que también contienen un porcentaje menor de su contenido en aromáticos, olefinas y benceno. La gasolina reformulada se obtiene de tal forma que impide que ésta se evapore tan rápido como la gasolina
convencional; además, contiene compuestos oxigenados que mejoran la combustión. La gasolina reformulada rinde al mismo nivel que la convencional y además cumple con lo requerimientos de energía de todos los vehículos de gasolina.
El Metil TercButil Éter (MTBE) es una sustancia química empleada en la gasolina reformulada, como sustituto del plomo, principalmente para aumentar el octanaje de la gasolina. Tiene como objetivo promover la combustión completa del motor y reducir el nivel de monóxido de carbono emitido por los automóviles. En Estados Unidos, el MTBE ha sido usado en la gasolina desde 1979.
En Estados Unidos, donde las gasolinas contienen entre el 11 % y el 15 % de MTBE su uso es controvertido. Los estudios realizados sobre los efectos de este compuesto en la salud humana son tan concluyentes que la agencia EPA (Enviromental Protection Agency) lo ha incluido en su lista de sustancias peligrosas como un potente cancerígeno. También su uso puede provocar la contaminación del agua freática, dándole a ésta un olor y sabor desagradable. Además, el MTBE es altamente soluble en agua, resistente a la descomposición microbiana y difícil de eliminar en los procesos de tratamiento de aguas. La manera en que este producto llega al medio ambiente es, habitualmente, a través de derrames accidentales de gasolina o pequeñas grietas en tanques de almacenamiento subterráneos.
En todo el estado de California se han detectado más de 10.000 acuíferos contaminados por este producto y se han presentado demandas judiciales por la contaminación de acuíferos contra las principales compañías petroleras que
producen o distribuyen MTBE en el estado, entre ellas Chevron, Shell, Mobil, Arco y Texaco. Todo el sistema de abastecimiento de agua subterránea debió ser cancelado a causa de la contaminación. Ante semejante desastre sanitario, el 25 de marzo de 1999 el gobernador de California, Gray Davis, puso como fecha tope para dejar de utilizar el MTBE en las naftas, el 31 de diciembre de 2002 (posteriormente aplazada hasta el 31 de diciembre de 2003).
En la Unión Europea, su uso está limitado al 15 % en volumen desde el 15 de Septiembre de 2003 (Real Decreto 1700/2003, apartado A.6).