Destilación secundaria o Craqueo: (cracking) Destilación secundaria o Craqueo: (cracking)
Palabra inglesa que significa romper. Es la aplicación del
Palabra inglesa que significa romper. Es la aplicación del fenómeno de ruptura de las cadenasfenómeno de ruptura de las cadenas
largas de C de los hidrocarburos de elevados puntos de ebullición, producida por el calor a
largas de C de los hidrocarburos de elevados puntos de ebullición, producida por el calor a
elevada temperatura, que fue explicada por Young en 188. !os restos, ba"o la acción de
elevada temperatura, que fue explicada por Young en 188. !os restos, ba"o la acción de lala
temperatura # la presión se reconstitu#en formando otros hidrocarburos de
temperatura # la presión se reconstitu#en formando otros hidrocarburos de cadenas m$scadenas m$s
cortas.
cortas.
!os resultados obtenidos dependen de la
!os resultados obtenidos dependen de la temperatura%temperatura%
Entre &'' # ''( C, se obtienen hidrocarburos gaseosos # l)quidos de ba"os puntos de
Entre &'' # ''( C, se obtienen hidrocarburos gaseosos # l)quidos de ba"os puntos de
ebullición.
ebullición.
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Por encima de los ''( C, se forman hidrocarburos no saturadosC, se forman hidrocarburos no saturados
* m$
* m$s de +''( C se producen hidrocarburos s de +''( C se producen hidrocarburos arom$ticos.arom$ticos.
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Y a los 1'''( C, solamente resiste el metano C-&, mientras que los hidrocarburos restantesel metano C-&, mientras que los hidrocarburos restantes
se descomponen en sus elementos C # -.
se descomponen en sus elementos C # -.
* t
* todas la temperaturas se foodas la temperaturas se forman porcenta"es variables de C # garman porcenta"es variables de C # gases no condensables.ses no condensables.
Por ra/ones económicas # t0cnicas suelen usarse catali/adores, utili/ados para
Por ra/ones económicas # t0cnicas suelen usarse catali/adores, utili/ados para acelerar lasacelerar las
reacciones m$s convenientes para la producción de
reacciones m$s convenientes para la producción de hidrocarburos que me"oran lashidrocarburos que me"oran las
caracter)sticas de la nafta.
caracter)sticas de la nafta.
El craqueo puede ser
El craqueo puede ser térmico o catalítico.térmico o catalítico. El primero se produce en ciertas condiciones El primero se produce en ciertas condiciones dede
temperatura, presión # tiempo de reacción. El segundo,
temperatura, presión # tiempo de reacción. El segundo, se produce en diferentes condicionesse produce en diferentes condiciones
operativas de menor severidad respecto a la
operativas de menor severidad respecto a la temperatura, presión # tiempo de reacción,temperatura, presión # tiempo de reacción,
debido a la presencia de los llamados
debido a la presencia de los llamados catalizadores de craqueo.catalizadores de craqueo. - - Calor Calor E"emplo% -12C2 3 C 3 C 3 C2-12 334 C1'-556C1'-5' E"emplo% -12C2 3 C 3 C 3 C2-12 334 C1'-556C1'-5' - - Paraf)nico 6 - - Paraf)nico 6 Paraf)nico 7lef)nico Paraf)nico 7lef)nico Mezcla de Naftas:
Mezcla de Naftas: Para la me/cla de naftas se parte de lo que se denomina el pool dePara la me/cla de naftas se parte de lo que se denomina el pool de
naftas9, conformado por%
naftas9, conformado por% la nafta virgen nafta de reformación nafta de coqueo ! nafta dela nafta virgen nafta de reformación nafta de coqueo ! nafta de cracking catalítico
:o
:odas estas naftas, obtenidas en los diferentes procesos de das estas naftas, obtenidas en los diferentes procesos de refinación, deben me/clarse enrefinación, deben me/clarse en
diferentes condiciones, con el agregado de otros agentes qu)micos para que lleguen a la
diferentes condiciones, con el agregado de otros agentes qu)micos para que lleguen a la
condición de poder ser comerciali/adas como
condición de poder ser comerciali/adas como naftas s;per o com;n. !as naftas son incoloras.naftas s;per o com;n. !as naftas son incoloras.
Para diferenciarlas se le agregan colorantes. *s), la nafta s;per es de
Para diferenciarlas se le agregan colorantes. *s), la nafta s;per es de color a/ul, en tanto lacolor a/ul, en tanto la
com;n es amarilla. Entre los agentes qu)micos que
com;n es amarilla. Entre los agentes qu)micos que se le agregan figuran los se le agregan figuran los que permiten unque permiten un
control de calidad para que el producto no pueda ser falsificado, para inhibir la corrosión, etc.
control de calidad para que el producto no pueda ser falsificado, para inhibir la corrosión, etc.
"squema de funcionamiento de una #efinería $ntegrada %or los diferentes %rocesos a "squema de funcionamiento de una #efinería $ntegrada %or los diferentes %rocesos a que es sometido el %etróleo crudo ! los su&%roductos intermedios (gas' nafta virgen ! que es sometido el %etróleo crudo ! los su&%roductos intermedios (gas' nafta virgen ! crudo reducido) %ara o&tener los su&%roductos com&usti&les finales a los efectos de su crudo reducido) %ara o&tener los su&%roductos com&usti&les finales a los efectos de su comercialización
comercialización.. CD#* No +. CD#* No +. <espu0s de la etapa de
<espu0s de la etapa de Destilación %rimariaDestilación %rimaria #a explicada en el #a explicada en el CD#* No ,CD#* No , # que, como# que, como
lo muestra el presente diagrama, est$ incluida
lo muestra el presente diagrama, est$ incluida en el proceso d refinación 5, en el proceso d refinación 5, los subproductoslos subproductos
intermedios son sometidos a diferentes procesos. =$sicamente, se trata de estos
intermedios son sometidos a diferentes procesos. =$sicamente, se trata de estos
cinco%
cinco%Destilación al vacíoDestilación al vacío >? >? coqueocoqueo &? &? Craqueo catalíticoCraqueo catalítico ? ? #eformación#eformación catalítica
catalítica + # + #Concentración de gasesConcentración de gases @. @.
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* continuación se describen someramente lotinuación se describen someramente los mismos%s mismos%
Destilación al vacío
Destilación al vacío% En la destilación primaria hab)amos dicho % En la destilación primaria hab)amos dicho que la temperatura deque la temperatura de
operación del horno llegaba
operación del horno llegaba hasta los >8'o cent)grados. Por encima de esta hasta los >8'o cent)grados. Por encima de esta temperatura # atemperatura # a
la presión atmosf0rica, comien/a a producirse el l
la presión atmosf0rica, comien/a a producirse el llamado craqueo rompimiento molecular delamado craqueo rompimiento molecular de
las mol0culas de hidrocarburos en
las mol0culas de hidrocarburos en los enlaces qu)micos CAC, oper$ndose entonces unalos enlaces qu)micos CAC, oper$ndose entonces una
transformación qu)mica.
transformación qu)mica.
*hora bien, traba"ando la torre de de
*hora bien, traba"ando la torre de destilación en condiciones de presiones mu# stilación en condiciones de presiones mu# ba"asba"as
disminu#en los puntos de ebullición de los diferentes hidrocarburos, pudi0ndose operara a
disminu#en los puntos de ebullición de los diferentes hidrocarburos, pudi0ndose operara a
ma#ores temperaturas &5'( A &>'( C sin
ma#ores temperaturas &5'( A &>'( C sin producirse el fenómeno de craqueo. Entonces esproducirse el fenómeno de craqueo. Entonces es
posible someter el crudo reducido de
posible someter el crudo reducido de topping en una torre topping en una torre de vac)o > # extraerle fraccionesde vac)o > # extraerle fracciones
de hidrocarburos del orden de la densidad de los gasAoil que no pudieron ser extra)dos en la
de hidrocarburos del orden de la densidad de los gasAoil que no pudieron ser extra)dos en la
primera etapa de destilación.
primera etapa de destilación.
,ra -racciones livianas
,ra -racciones livianas, que emergen por la parte superior de la torre? un condensador la, que emergen por la parte superior de la torre? un condensador la
subdivide en%
subdivide en%
Parte volátil no condensada, separada por una bomba de vacíoParte volátil no condensada, separada por una bomba de vacío
Gas-oil que se obtiene por la parte superior y media de la torre de vacío, deGas-oil que se obtiene por la parte superior y media de la torre de vacío, de características no comerciales, pasa a la etapa de craqueo catalítico (5).
características no comerciales, pasa a la etapa de craqueo catalítico (5). +da ceite lu&ricante liviano'
+da ceite lu&ricante liviano' condensado en un refrigerante # recogido en un depósito. condensado en un refrigerante # recogido en un depósito.
ra ceite lu&ricante %esado
ra ceite lu&ricante %esado, procesado como el anterior., procesado como el anterior.
*ntes de condensarse, est
*ntes de condensarse, estas porciones pasan por torres deas porciones pasan por torres despo"adoras, donde el vapor despo"adoras, donde el vapor de
agua les quita los productos
El producto que sale del la unidad de vacío se deriva a la unidad de coqueo (4) y a los tanques de almacenaje de uel-oil comercial, por una parte, cuando se trabaja con un crudo de ciertas características! al variar "stas se puede obtener, entonces, de ese mismo ondo, los asaltos en su dierente tipos comerciales. Coqueo (o craqueo térmico): Esta operación consiste en la transformación qu)mica de hidrocarburos pesados, por acción del calor # presión, produci0ndose en estas condiciones la descomposición de mol0culas de elevado peso molecular en otras en otras de menor peso. El fondo de la unidad de vac)o, es decir, el producto que sale de all), se introduce como carga en la unidad de coqueo, con el ob"eto de someterlo a temperaturas del orden los 1'( C # transformarlo en subproductos de ma#or valor. Be obtiene% gases' nafta' diesel' gas/oil %esado ! car&ón sólido.
El fuelAoil o petróleo crudo reducido, sufre el craqueo t0rmico en las siguientes etapas%
Precalentamiento en la torre de raccionamiento
#ompresi$n con una bomba a %& '.cm* y pasaje al +orno de craqueo.
#raqueo en la cámara de reacci$n, que es donde se produce el craqueo, a una temperatura de +asta & #
descompresi$n en la válvula reductora de presi$n.
Gasi/caci$n en la cámara de evaporaci$n instantánea. 0a porci$n aseosa sale por arriba y el residuo de uel-oil de craqueo sale por abajo
1raccionamiento en la torre de raccionamiento a la cual penetra por la parte inerior. En ella se obtienen % porciones2
,ra Nafta e 0idrocar&uros gaseoso, que salen por la parte superior.
+da 1idrocar&uros %esados' que salen por aba"o # se me/clan con el fuelAoil, para iniciar otro ciclo de craqueo.
*parte se fracciona la nafta por condensación en refrigerantes, separ$ndola de los gases metano, etano, eteno, etc., que aprovecha la industria petroqu)mica.
Craqueo catalítico: Be basa en una propiedad de los catali/adores% la aceleración de los velocidad de reacción, en forma diferencial.
<ata del ao 12>+, siendo superior al craqueo t0rmico coqueo por la calidad de la nafta obtenida, que es de @@ a 81 a octanos.
Entre los distintos procesos en uso, uno d e los mas comunes es el de lechoAfluido, que utili/a como catali/ador arcilla natural o una me/cla sint0tica de al;mina # s)lice, finamente
pulveri/adas, que se comportan como fluidos cuando se incorporan a una corriente gaseosa. Esta unidad , se carga con gasAoil pesado proveniente de las unidades de destilación al vac)o # coqueo.
El proceso consta de las siguientes etapas%
#raqueo a presi$n atmos"rica y 5 a 5 # apro3imadamente, en un reactor, en presencia del catali4ador /namente pulveri4ado.
eparaci$n del catali4ador, que se envenena al cubriese con el # producido, en un reenerador donde se quema dic+o #. El catali4ador precipita en la parte
inerior, siendo enviado al reactor mediante una corriente de aire, para intervenir en otro ciclo.
1raccionamiento de los vapores que surieron el craqueo, que de la parte superior del reactor pasan a la torre de raccionamiento, donde se dividen en 6 porciones2
,ro Nafta, cu#os vapores escapan por la parte superior de la torre # se condensan en refrigerantes? generalmente se la somete a una redestilación.
+do gasoil catalítico liviano, utili/ado como combustible liviano
ro gasoil catalítico liviano' que puede destinarse al craqueo t0rmico? pero generalmente se le hace sufrir un nuevo ciclo catal)tico, aprovech$ndose en este caso la arcilla al volver al reactor.
#eformación catalítica% !a nafta virgen de destilación primaria es un subproducto de ba"a calidad, no comerciali/able, por contener un ba"o n;mero de octano. Bu composición qu)mica, no obstante, puede reformarse en otra estructura molecular con el ob"eto d e elevarle el n;mero de octanos,
* :al efecto se utili/a el proceso denominado reformación catalítica +. El catali/ador utili/ado en esta operación contiene metales mu# valiosos, como por e"emplo platino, de tal manera que las naftas reformadas con estos catali/adores se llaman naftas al platino9. !a nafta virgen se introduce como carga a la unidad de reformación catal)tica +, obteni0ndose los siguientes productos% gases ! nafta reformada al %latino.
Concentración de gases: Esta unidad tiene como ob"eto reunir los gases provenientes de todas unidades de refinación, con el fin de fraccionarlos # obtener por destilación los
productos siguientes% gas residual para uso petroqu)mico # combustible, %ro%anos ! &utanosgas licuado.
!os subproductos se someten a una refinación en tratamientos f)sicos # qu)micos mu# variados, que los purifican # especialmente cumplen 5 ob"etivos%
Eliminar componentes con propiedades nocivas para la aplicaci$n a que se los destinan.
7ejorar las características aprovec+ables en sus aplicaciones, mediante el areado de sustancias adecuadas.
!os subproductos comunes son%
Nafta para automotores: 0as natas están interadas por me4clas muy
comple"as de hidrocarburos de todas las series, procedentes de las destilaciones primaria # secundaria t0rmica # catal)tica.
Bus componentes fundamentales son% hidrocarburos saturados, no saturados, c)clicos cicl$nicos naft0nicos # arom$ticos o benc0nicos. Bus porcenta"es dependen del petróleo utili/ado? # sus puntos de ebullición var)an entre los l)mites distanciados%
&'( C # 55( C.
!os productos m$s vol$tiles facilitan el arranque del motor? # los mas pesados, deben ser reducidos para asegurar una distribución pare"a de la me/cla carburada el carburador la reduce a gotitas mu# pequeas me/cladas con aire en los cilindros.
• 0a nata com8n arentina cumple con los requisitos del 9:ureau o 7ines9 de Estados ;nidos, que establece las características siuientes2
*ntes de los +5( C debe destilar el 1'D. *ntes de los 11@( C debe destilar el 'D. *ntes de los 1@'( C debe destilar el 2'D.
2oder antidetonante. na nafta detona (ruido %roducido %or la vi&ración del %istón) cuando se enciende antes de terminar el segundo tiem%o del motor (%re/encendido)' o sea de la com%resión' %or el aumento de tem%eratura que %roduce dic0a com%resión. 2or la tanto' %arte de la fuerza de la e3%losión se o%one al movimiento del %istón' restando fuerza 4til. na &uena nafta %roduce mezclas que solamente se encienden al comienzo del tercer tiem%o' cuando la salta la c0is%a entre los electrodos de la &u5ías. !a detonación es causada por los hidrocarburos paraf)nicos que destilan antes de 15( c. El poder antidetonante en un motor de un cilindro, comparando la detonación de la nafta en estudio con la me/cla que detona al mismo tiempo que ella, pero formada por heptano de n;mero octano 7 e isoAoctano de n;mero octano 1''.
Be denominan isómeros de posición, los hidrocarburos que teniendo la misma fórmula emp)rica tienen distinta fórmula desarrollada. El isoAoctano, es el 5A>A&AtrimetilApentano. E"emplo% Bi una nafta detona al mismo tiempo, o sea con la misma com%resión que una me/cla de 58D de heptano # @5D de isoAoctano, su n;mero de octano es @5.
Be denomina com%resión de una motor al cociente entre el volumen de la me/cla
comprimida # el de la misma a presión atmosf0rica. *umenta, al disminuir la llamada c$mara de combustión.
!a nafta com;n tiene @5 n;mero octano, la super 2'.
!os motores modernos, utili/an compresiones cada ve/ ma#ores para lograr rendimientos me"ores. Por consiguientes necesitan naftas de n;mero de octano elevado. Y como las naftas procedentes de la destilación primaria detonan antes que las de cracing, es indispensable me/clarlas con porcenta"es crecientes de estas ;ltimas
*s) se logran altos n;meros de octano # al mismo tiempo, un me"or aprovechamiento de los petróleos para la obtención del m$s importante de sus subproductos.
Be me"ora el car$cter antidetonante de una nafta, aadi0ndole ciertas sustancias, como plomo tetra etilo FPbC5-G, con una pequea cantidad de dibromuro de etileno, que elimina el
depósito de Pb # óxido de Pb en las paredes del cilindro, o hierro penta carbonilo FHeC7G . El refinado de las naftas consiste en la eliminación de sustancias innecesarias, como los hidrocarburos no saturados # compuestos de B, I # 7. Jue la lu/ # el aire transforman pro oxidación # polimeri/ación en gomas q ue obstru#en caer)as # v$lvulas. Entre los variados procedimientos, puede citarse el tratamiento con $cido sulf;rico concentrado agit$ndose en0rgicamente durante 2' minutos? decantación de las i mpure/as disueltas por el $cido? neutrali/ación con soda c$ustica.
Be me"ora con procesos de isomeri/ación, polimeri/ación # alquilación aumento del n;mero de octano de hidrocarburos.
Naftas para aviación: Está compuesta por una me4cla de +idrocarburos más
vol$tiles que los de la anterior.
Kesponde a las siguientes especificaciones% * @'( C debe destilar 1'D
* 1''( C debe destilar 1D * 15( C debe destilar 2'D
Bu punto de congelación A +'( C.
Bu n;mero de octano puede ser de 1'' a 15' # m$s a;n. Es decir que puede ser m$s
antidetonante que le octano puro, o sea que admite un grado de compresión ma#or que el sin encendido espont$neo.
Be elaboran con nafta com;n # gasolina me/cla de hidrocarburos mu# vol$til, f$cilmente inflamable, que se fracciona de los gases del petróleo.
Naftas livianas: on me4clas de +idrocarburos muy volátiles, que se utili4an en
la industria como solventes # para an$lisis de laboratorio. Beg;n la nomenclatura de Y.P.H son% =encina *, =encina =, Iafta industrial *, Pentano # -exano.
<atas pesadas. En nuestro país tambi"n se las conoce con el nombre de aricol,
que YPH clasifica como Merosene.
Bon me/clas de hidrocarburos de puntos de ebullición m$s elevados. Be usan en motores agr)colas tractores, etc.
Kerosenes: =ecordemos que están ormados por la porci$n que destila entre >5
# 5@( C? pero seg;n la demanda, estos l)mites pueden experimentar ligeras variantes, #a que parte de sus hidrocarburos componentes pueden enviarse a las naftas o al gasoil. Est$
integrado casi exclusivamente por hidrocarburos con 1' a 1@C.
!egalmente, su punto de inflamación debe superar los &'( C, para que en fr)o no produ/ca vapores inflamables un fósforo encendido, arro"ado sobre un recipiente de erosene debe apagarse. Esta caracter)stica evita accidentes entre usuarios modestos, que por diversas causas pueden ser imprudentes.
<ebe responder a las siguientes esp ecificaciones% • a % # debe destilar un 65?.
• u punto seco se lora a %& #.
• #oloraci$n2 @ncolora o lieramente amarillenta. Alor característico. • Peso especí/co2 ,& a ,&> B.lt
Bu refinación es similar a la de las naftas. Como es un producto mu# económico, no es mu# cuidadosa? la lu/ # el aire pueden oxidar # polimeri/ar sus hidrocarburos, formando gomas que dificulta su empleo. Por lo tanto debe guardarse en depósitos cerrados al abrigo de la lu/ # durante per)odos cortos.
Be utili/a como combustible dom0stico colorado rosa, o como solvente colorado amarillo C"$6"7 89#$CN6"7
Be emplean para disminuir la fricción # el desgaste de las pie/as met$licas al vac)o # al vapor de fuelAoil.
Bus propiedades caracter)sticas son%
Viscosidad: =esistencia a Cuir por aujeros o conductos estrec+os.
!os mas usados%
De aybolt ;niversal iscosimeter (;F) de uso casi universal.
El viscos)metro de Ba#bolt mide los segundos necesarios para recoger +' cmN de aceite, que flu#e por un orificio pequeo.
Enler (Flemania) =edood (@nlaterra)
0a clasi/caci$n más aceptada es la num"rica establecida por .F.E (ociety Futomitive Enineers) (;F)2
I;meros% 1', 5', >', &', ', +', # @' B*E para automotores
I;meros% 8', 2', 1'', 1+', 5' B*E para ca"a de% engrana"es, diferencial # dirección. !a viscosidad aumenta con el n;mero.
Punto de Congelación y enturbamiento2 <o debe conelarse a las bajas temperaturas invernales. Esta característica varía de acuerdo a las aplicaciones2 es muy bajo para el usado en máquinas riorí/cas y alto para las máquinas a vapor.
El enturbamiento es producido por restos de parafina cristalina o amorfa, que debe eliminarse.
Punto de inamación y combustión. Es la temperatura del aceite caliente, a la cual sus vapores se inCaman, en presencia de una llama.
Es ma#or cuanto menor porcenta"e de hidrocarburos de ba"o punto de ebullición posee, #a que ellos son los primeros en producir vapores inflamables.
El punto de inflamación adecuado se logra con una destilación cuidadosa.
!stabilidad a la o"idación: u importancia es rande. e determina prácticamente, imitando las condiciones de trabajo y observando2 residuos o borras, viscosidad, etc., despu"s de someterlo a elevadas temperaturas en presencia del aire, o3íeno puro o catali4adores.
Poder corrosivo: ;n buen aceite no debe corroer las pie4as metálicas de los motores, pero suele +acerlo al contaminarse con los combustibles, o los productos de su combusti$n precedentes de los cilindros.
"squema de funcionamiento de una refinería integrada %or los diferentes %rocesos a que es sometido el %etróleo crudo %ara o&tener los lu&ricantes finales a los efectos de su comercialización.
*ntes de entrar al procesos de elaboración propiamente dicho de los aceites lubricantes, el petróleo crudo es destilado con el ob"eto de separarle sus componentes m$s livianos, de los que se obtienen por sucesivos tratamientos # refinaciones, naftas, erosene, gasAoil # dieselA oil 5. El residuo de esta destilación, crudo reducido, se destina a la extracción de aceites lubricantes. Para este fin se utili/a %etróleos crudos es%eciales.
Destilación al vacío. CD#* No .
!a Onidad de <esasfaltado recibe como materia prima el fondo de la torre de vac)o a partir del cual se producen dos aceites bases, lla mados9rig0t stock ! cilindro. !a función de esta unidad es separar las resinas asf$lticas # otros componentes per"udiciales que afectan las propiedades de los aceites. Para ello se utili/a propano licuado, el cual provoca la separación del asfalto. Posteriormente se separa el propano d el aceite # del asfalto en torres
recuperadoras # por separado.
Es com;n refinarlos mediante un agitado en0rgico con $cido sulf;rico. El asfalto que pu ede contener se precipita casi totalmente # algunos h idrocarburos per"udiciales se solubili/an en el $cido.
Por centrifugado se separa el aceite q ue luego se neutrali/a con arcillas, las cuales tambi0n absorben las part)culas mu# finas de asfalto que no hab)an precipitado.
#efinación con furfural.
Esta unidad se utili/a para procesar los aceites bases, eliminando de ellos los compuestos arom$ticos indeseables que dar)an origen a la formación de resinas # lacas. *l mismo tiempo este tratamiento sirve para obtener lubricantes de superior )ndice de viscosidad. El aceite base a refinar se pone en contacto aqu), en contra corriente, con furfural que se utili/a como
solvente. Por lo tanto, de esta unidad se obtiene un residuo arom$tico # aceites bases refinados, en una primera etapa.
:ambi0n son efectivos los siguientes solventes% fenol, dióxido de a/ufre B75 l)quido a mu# ba"a temperatura # duoAsol que al igual que el furfural se prestan para refinación continua en torres de fraccionamiento. -a# una temperatura óptima para cada solvente.
Des%arafinado.
* continuación + el aceite base se trata con solventes # a ba"as temperaturas para eliminar las parafinas. !as parafinas deben eliminarse con el ob"eto de que los aceites se mantengan fluidos cuando traba"an a mu# ba"as temperaturas.
Be elimina la parafina cristalina, por enfriamiento a 1( C # filtrando con filtros prensa. <e los filtros prensa se obtienen la parafina comercial. !a parafina amorfa exige un
tratamiento m$s laborioso% el aceite diluido con tricloruro de etileno, dicloroetileno o nafta liviana, se enfr)a a mu# ba"a temperatura # se fracciona de la parafina solidificada en centr)fuga que giran a m$s de 1'.''' revoluciones por minuto.
7tra forma para la eliminación de parafinas se utili/a una me/cla de dos solventes elegidos convenientemente% tolueno # metilAetilAcetona .E.M. El tolueno asegura la completa solubilidad del aceite # gran fluide/ en el filtrado. !a metilAetilAcetona, es un compuesto paraf)nico antisolvente9 que asegura la precipitación de las parafinas al enfriarse la me/cla? en consecuencia, de esta unidad se obtiene un extracto parafinado # aceites bases refinados, en una segunda etapa.
Hinalmente se elimina el solvente utili/ado evaporando el mismo, que se recupera por enfriamiento de sus vapores.
<e la parafina amorfa se obtiene la vaselina 1idrogenación catalítica
Este es el ;ltimo paso @ de la refinación de los aceites bases, llamado
tambi0n 0idroterminado. El ob"eto principal de esta unidad es la eliminación del a/ufre # el me"oramiento de la estabilidad # la resistencia a la oxidación de los lubricantes. Ello se logra poniendo en contacto el aceite con hidrógeno gaseoso, en presencia de un catali/ador adecuado, provocando las reacciones qu)micas de desulfuración # saturación
<e olefinas. <e esta forma conclu#e la refinación de los aceites bases que quedan as) a disposición del me/clado autom$tico.
Mezclado utomtico
8 !a elaboración de lubricantes se completa con la adecuada me/cla de los diferentes
aceites bases en los porcenta"es exactos para la obtención de la viscosidad requerida en cada especificación I;mero B*E # de acuerdo al uso? para c$rter, engrana"es, etc. :ambi0n aqu) se incorporan aditivos especiales adecuados a los servicios que debe cumplir cada tipo de aceite. Esta operación de me/clado se reali/a autom$ticamente, donde todas las operaciones
son regidas por un computador electrónico. :ambi0n aqu) se verifica la correcta formulación con los aparatos adecuados. Por otra parte, algunos aceites son sometidos a tratamientos especiales 2 para obtener productos de uso industrial, como ser% aceites aislantes? para turbinas? para compresores frigor)ficos? aceites para temple # otros muchos productos. "nvasado utomtico
1' !a planta de envasado, empaquetado # paleti/ado autom$tico opera sin necesidad de manipuleos, reali/$ndose a un ritmo acelerado las tareas de llenado, cerrado, empaquetado en ca"as de cartón # ordenamiento en plataformas de madera bases de toda la producción.
2#-$N
Be obtiene en los procesos de <esparafinado de los aceites lubricantes. Est$ constituida por una me/cla de hidrocarburos saturados sólidos con n;mero elevado de C.
Existen 5 variedades comerciales%
,ro 2arafina sólida o ceresina. Be purifica con $cido sulf;rico, que luego se neutrali/a con soda c$ustica. Be decolora con carbón animal o arcillas absorbentes # finalmente se
comprime.
Es un sólido blanco, duro, inodoro, insoluble en agua, que funde entre >' # +'( C. Es mu# resistente a los reactivos.
Be utili/a para la elaboración, curtido de pieles, impermeabili/ado de fibras textiles, papeles, elaboración de bu")as, etc.
+do 2arafina líquida' aceite de %arafina o vaselina líquida. Be obtiene por disolución de la parafina sólida en hidrocarburos l)quidos.
Be utili/a como "abón de tocador # como laxante. ;7"8$N
Kesulta en la destilación de algunos petróleos crudos o de los aceites pesados. Be purifica con arcillas absorbentes.
Est$ formado por una me/cla de hi drocarburos de elevado n;mero de C, # de hidrocarburos no saturados l)quidos.
Es semisólida o pastos blanca cuando pura, inodora, ins)pida # viscosa, con punto de fusión% >' # &( C.
Existe un compuesto similar, llamado vaselina artificial, elaborado con parafina # aceites refinados.
Be utili/a en farmacia, como lubricante, etc.
<7 *$8
<ebe su nombre a que antiguamente se lo empleaba en la obtención del gas para iluminación. Kecordemos que se obtiene en la destilación primaria del petróleo entre 5@ # >''( C, aunque estos l)mites pueden variar de acuerdo al consumo.
Caracter)sticas% Coloración amarillenta? l)quido con punto de congelación 1'( C m$ximo? Peso espec)fico ',8& a ',8 g.Llt? punto de infla mación ma#or de '( C? poder calor)fico m)nimo 1'.2'' calor)asLlitro.
-"8/*$8
*unque resulta como residuo en la destilación primaria, como luego se lo utili/a en la secundaria, el fuelAoil comercial es el residuo de esta ;ltima.
Por ra/ones de seguridad su punto de inflamación es de +( C como m)nimo se obtiene eliminando los productos vol$tiles. Bu poder calor)fico aproximado es de 1'.>'' calLlt. Keempla/a al carbón, con las siguientes venta"as% ma#or poder calor)fico, no entra en combustión espont$nea, produce menos humo, holl)n # gases tóxicos, es m$s económico # ocupa menos volumen. Be usa en calefacción, transportes mar)timos, en calderas industriales, en usinas termoel0ctricas, etc.
9#" ! 7-86*
!a brea es el ;ltimo residuo de la destilación secundaria del petróleo. Por su descomposición en caliente se obtiene el asfalto o pe/ del petróleo. Jueda como residuo el coque de petróleo. 2#$NC$28"7 #"-$N"#$7
Destilería 8a 2lata (9uenos ires)
Constitu#e el comple"o m$s integrado del pa)s, siendo adem$s la refiner)a de ma#or
capacidad elaboración de crudo del pa)s >8.''' m> por d)a. Bu inauguración data del ao 125, # desde entonces ha sido constantemente remodelada para adaptar sus instalaciones a las exigencias del mercado de subproductos. Posee unidades de elaboración de
combustibles, asfaltos, solventes # adem$s, un comple"o de plantas para la elaboración de aceites lubricantes de alta calidad, con una producción de 5''.''' m>
Destilería 8u5n de Cu!o (Mendoza)
Hue inaugurada en 12&' # su capacidad de elaboración de crudo es de 18.''' m>por d)a.. Es una refiner)a del pa)s que cuenta con una unidad de hidrocraqueo denominada Qsomax.
Destilería 2laza 1iuncul (Neuquén)
Be inauguró en el ao 12+'. * parir de 12@1 se amplio su capacidad a >.2' m> diarios. Procesa crudo del Yacimiento Pla/a -uincul.
Destilería Cam%o Durn (7alta)
Esta refiner)a fue inaugurada en 12+' # su capacidad es de .'' m> diarios, procesa crudo de Balta, Ru"u# # =olivia.
Destilería 7an 8orenzo (7anta -e)
Hue inaugurada en 12>8 # su capacidad es de elaboración es de .>'' m> diarios. Destilería Dock 7ud (9uenos ires)
Be inauguro en el ao 125 adquirida a la compa)a Oltramar. Capacidad de elaboración 1.''' m> diarios.
!os petróleos argentinos, en general, producen poca cantidad de naftas. El po rcenta"e promedio respecto del crudo destilado es del 1'D. Para aumentarlo se emplea un tercer procedimiento% !a destilación secundaria, destilación destructiva o cracking .
!as fracciones pesadas como el gas oil # el fuel oil se calientan a '' SC, a presiones del orden de '' atm, en presencia de sustancias auxiliares% catali/adores, que intervienen en el proceso. <e all) que se mencione el cracking catalítico. En esas condiciones la mol0cula de los hidrocarburos con muchos $tomos de carbono se rompe formando hidrocarburos mas livianos, esto es, de menor n;mero de $tomos de carbono en su mol0cula.
!a siguiente ecuación ilustra el hecho acaecido% C18->8 T C8-1+ 6 C8-18 6 C-& 6 C
!a ruptura de la mol0cula de 18 $tomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dos de ellos de 8 $tomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. 7tro hidrocarburo formado es el etano% C-&, quedando un residuo carbonoso% el Coque de Petróleo.
!as fracciones obtenidas mediante el Cracing se env)an a torres de fraccionamiento para separar%
1. <ases.
5. Naftas ! eventualmente kerosene.
>. #esiduos incorporables a nuevas porciones de gas oil # de fuel oil. Uracias al Cracing se eleva el rendimiento en naftas hasta el &'A'D.
El efecto de la temperatura sobre la me/cla de hidrocarburos fue observado en las primeras destilaciones cuando se sub)a la temperatura hasta m$s de &''(C. El efecto observado fue un aumento de gases, m$s productos ligeros, presencia de coque # una proporción importante de olefinas.
En un inicio se utili/ó el craqueo t0rmico para conseguir gasolinas comien/os del siglo VV. * partir de los aos ' la aparición del craqueo catal)tico para la obtención de gasolinas hi/o que se abandonara el craqueo t0rmico. *ctualmente, se utili/an dos procesos de conversión t0rmicos para el tratamiento del residuo de vac)o%
• Wisbreaing • Coqui/ación
#"CC$*N"7 D" C#="* 6"#M$C*
En el ao 12>&, Kice propuso que las reacciones de craqueo t0rmico tienen lugar a trav0s de un mecanismo de reacciones en cadena, en las que tienen un papel importante los radicales libres grupos de $tomos que tienen electrones desapareados.
En 12+', =enson amplió esta teor)a # propuso la simultaneidad de > tipos de reacciones% A Keacciones de iniciación de cadena
A Keacciones de propagación de cadena A Keacciones de terminación de cadena
#eacciones de iniciación de cadena
Consisten en la formación de radicales libres que tiene lugar por una ruptura homol)tica de enlaces CAC o CA -. !a energ)a de enlace est$ relacionada con la probabilidad en la que ocurrir$ la ruptura.
CAC % @2 calLmol On carbono primario
CAC % @ calLmol *mbos carbonos secundarios CAC % @& calLmol On carbono terciario
!os enlaces CA- presentan ma#or energ)a de enlace, 2, 82 # 8 calLmol seg;n como sea el $tomo de carbono.
#eacciones de %ro%agación de cadena
!os radicales son mu# reactivos # dar$n lugar a las reacciones de propagación%
• Keacciones de activación% una especie radicalaria puede crear otro radical distinto • Keacciones de fisión X% el enlace CAC que se encuentra en posición X respecto al
radical libre es un enlace d0bil # f$cil de romper. !a ruptura produce una olefina m$s un radical libre nuevo que se estabili/a produciendo otra olefina.
#eacciones de terminación de cadena
Be estabili/an las especies radicalarias mediante diferentes reacciones%
• Keacciones de saturación con hidrógeno • Keacciones de saturación mutua
• Keacciones de desproporción
!as cadenas paraf)nicas si son de pequeo tamao se rompen principalmente por los extremos. Cuando aumenta el tamao, en cambio, por el centro. !a estabilidad t0rmica es ma#or cuanto menor es el tamao de la mol0cula. !os naftenos son m$s dif)ciles de romper que las cadenas lineales, siendo la ruptura de las cadenas laterales la ruptura m$s probable. !os anillos arom$ticos no se rompen.
*dem$s de esta reacción principal, se producen en menor extensión reacciones de deshidrogenación, que produce naftenos insaturados # reacciones secundarias donde se obtienen arom$ticos.
El resultado global del craqueo t0rmico es la obtención de compuestos de menor peso molecular que muestran gran insaturación # donde se aumenta la proporción de arom$ticos.
;$79#">$N<: unidad reductora de viscosidad
El fueloil es un combustible pesado que se utili/a en grandes c$maras de combustión para producir energ)a. Este combustible se formula a partir de residuos de vac)o # similares. Este combustible tiene dos
caracter)sticas cr)ticas%
• !a alta viscosidad • El contenido de a/ufre
!a primera debe mantenerse por deba"o de unos l )mites para favorecer la atomi/ación en la combustión # el segundo debe estar controlado tambi0n, evidentemente, por motivos medioambientales.
*&5etivo
Be desea a"ustar la viscosidad del residuo de vac)o que se destina a la producción del fueloil a la ve/ que se obtienen unas fracciones destiladas revalori/adas como carburantes o alimentación a las unidades de conversión catal)tica.
2roceso
Consiste en un craqueo t0rmico de ba"a severidad calentando el residuo a unos &8'(C durante periodos cortos de tiempo >' seg.. * continuación, despu0s del craqueo, se enfr)a el residuo # se procede al a"uste de volatilidad, es decir, a la destilación.
Por cabe/a se separan nafta # gases. Be extrae un gasoil que es m$s pesado que la nafta # m$s ligero que el residuo. !a viscosidad del residuo se a"usta con el gasoil ligero extra)do hasta que es la idónea.
!a conversión est$ limitada por dos par$metros%
5. El depósito de coque en los serpentines del horno. Bi se fuer/a el craqueo, se forma m$s coque. Características de los %roductos
Como el craqueo es suave, los gases producidos son pocos D5 de la carga. Iormalmente no se "ustifica la separación de la fracción C>AC&. Esta se destina como combustible en el propio horno del visbreaing. Este gas contiene cantidades importantes de olefinas # sobre todo en la fracción C&.
!a nafta contiene un alto contenido de olefinas por lo cual presenta problemas de estabilidad # formación de gomas. Esto se corrige mediante hidrotratamiento aunque suelen presentarse dificultades con el
catali/ador. *;n tratadas con hidrógeno, esta nafta tendr)a un )ndice de octanos de @', por lo que esta fracción no resulta mu# interesante. Por ello, se opera en la unidad en condiciones de poco rendimiento en nafta se obtiene un &D de la carga.
El gasoil de visbreaing representa un 1D de la carga # presenta un alto grado de insaturación. Por lo que para destinarlo a di0sel debe ser hidrotratado, variando su )ndice di0sel entre >A'. Bin embargo, en las refiner)as que existen unidades de conversión catal)tica, este gasoil "unto con las naftas se introduce como alimentación para su transformación en gasolina o di0sel.
*s), del residuo de vac)o se ha destila en torno a un 5'D.
Craqueo térmico en dos etapas
Se inicia la operación de carga con un petróleo reducido al 50%. La carga llega a
un horno tubular donde la temperatura alcanza a 480°C y de allí paa a la c!mara
de reacción" en la #ue e traba$a a 0 atmó&era y donde el cra#ueo e produce
en &unción del tiempo.
La c!mara e decarga y lo hidrocarburo lí#uido y 'aporizado on lle'ado a
una torre e'aporadora en la #ue e eparan en tre componente( ga" na&ta de
crac)ing y dieel*oil" #ue on &raccionado en una torre &raccionadora.
+l &uel*oil e e,trae por la parte in&erior de la torre e'aporadora. -el &ondo del
recti&icador e e,trae ga*oil #ue e en'ía a un horno tubular de cra#ueo donde la
temperatura e ele'ada a 55°C y de allí e $unta con la del horno tubular
paando a la torre de cra#ueo iguiendo el ciclo.
+l proceo de cra#ueo trmico" o pirólii a preión" e dearrolló en un e&uerzo
por aumentar el rendimiento de la detilación. /o obtante" la e&iciencia del
proceo era limitada por#ue" debido a la ele'ada temperatura y preione" e
depoitaba una gran cantidad de co#ue combutible ólido y poroo1 en lo
reactore. +to" a u 'ez" e,igía emplear temperatura y preione a2n m! alta
para cra#uear el crudo.
3! tarde e in'entó un proceo en el #ue e recirculaban lo &luido el proceo
&uncionaba durante un tiempo mucho mayor con una acumulación de co#ue
batante menor. 3ucho re&inadore adoptaron ete proceo de pirólii a
preión.
6.7.1.- Craqueo Térmico.
Los procesos de craqueo térmico, desarrollados en 1913, se basan en la
destilación por calor de combustibles y aceites pesados, bajo presión, en
grandes tambores, hasta que se rompen (dividen) en moléculas ms peque!as
con mejores cualidades antidetonantes ("arc#a, 19$%)&
El primer m"todo, que producía randes cantidades de coque s$lido, sin valor,
+a evolucionado +asta los modernos procesos de craqueo t"rmico, entre los
que se cuentan la ruptura de la viscosidad, el craqueo en ase de vapor y la
coqui4aci$n (García, >HI).J
6.7.1.1.-Ruptura De La Viscosidad.
La ruptura de la viscosidad es una 'orma suave de craqueo térmico que rebaja
el punto de goteo de los residuos para'#nicos y reduce bastante la viscosidad
de la carga sin a'ectar a su l#mite de ebullición& l residuo de la torre de
destilación atmos'érica se descompone suavemente en un calentador a la
presión atmos'érica& espués se en'r#a con gasóleo re'rigerante para controlar
el e*ceso de craqueo y se destila por e*pansión instantnea en una torre de
destilación& l alquitrn residual del craqueo térmico, que se acumula en el
'ondo de la torre de 'raccionamiento, se somete a e*pansión instantnea al
vac#o en una torre recti'icadora, y el destilado se recicla (+peight, 1999)&
6.7.1.2.- Craqueo En Fase De Vapor.
l craqueo en 'ase de vapor produce ole'inas mediante craqueo térmico de
materiales con moléculas de hidrocarburos grandes, a presiones
ligeramentesuperiores a la atmos'érica y a muy altas temperaturas& l residuo
del craqueo se mecla para obtener combustibles pesados& -ormalmente, la
na'ta producida por este método contiene benceno, que se e*trae antes del
hidrotratamiento ("arc#a, 19$%)&
6.7.1.3.- Coquiaci!n.
0a coqui4aci$n es una orma en"rica de craqueo t"rmico utili4ada para
obtener asolina de destilaci$n directa (nata de coqui/cador) y diversas
racciones de destilaci$n intermedia, que se utili4an como materiales para
craqueo catalítico. Por este proceso, el +idr$eno de la mol"cula de
+idrocarburo se reduce de orma tan completa, que el residuo es una orma de
carbono casi puro, denominado coque. 0os dos procesos de coqui4aci$n más
comunes son la retardada y la continua (por contacto o líquida), que,
dependiendo del mecanismo de reacci$n, el tiempo, la temperatura y el crudo
de partida, producen tres tipos de coque2 esponjoso, alveolar y cristali4ado en
aujas (García, >HI).
En la coqui4aci$n retardada, primero se cara el material en un raccionador
para separar los +idrocarburos más lieros y despu"s se combina con el
petr$leo pesado reciclado. El material pesado pasa al +orno de coqui4aci$n y
se calienta +asta altas temperaturas a bajas presiones para evitar la
coqui4aci$n prematura en los tubos del calentador, produciendo así una
vapori4aci$n parcial y un craqueo suave. 0a me4cla de líquido y vapor se
bombea desde el calentador a uno o más tambores de coque, donde el
material caliente permanecen apro3imadamente % +oras (retardo) a bajas
presiones +asta que se descompone en productos más lieros. #uando el
coque alcan4a un nivel predeterminado en un tambor, el Cujo se desvía a otro
tambor para mantener la continuidad de la operaci$n. El vapor procedente de
los tambores se devuelve al raccionador para separar el as, la n ata y los
as$leos, y reciclar los +idrocarburos más pesados a trav"s del +orno. El
tambor lleno se trata con vapor para eliminar los +idrocarburos no craqueados,
se enría mediante inyecci$n de aua y se decoqui4a mecánicamente por
medio de un tornillo sin /n que asciende desde el ondo del tambor, o
+idráulicamente, rompiendo el lec+o de coque con aua a alta presi$n
proyectada desde un cortador rotativo (García, >HI).
6.7.1.3.2.- Coquiaci!n contin"a.
0a coqui4aci$n continua (por contacto o líquida) es un proceso de lec+o m$vil
que opera a presiones menores y temperaturas más altas que la coqui4aci$n
retardada. En la coqui4aci$n continua se eect8a un craqueo t"rmico utili4ando
calor transerido de las partículas de coque calientes recicladas a la cara
situada en un me4clador radial, llamado reactor. e toman los ases y vapores
del reactor, se enrían para impedir que contin8e la reacci$n y se raccionan. El
coque de la reacci$n entra en un tambor de compensaci$n y se eleva +asta un
alimentador y clasi/cador donde se separan las partículas de coque más
randes. El coque restante cae en el precalentador del reactor para ser
reciclado con la cara. El proceso es automático, dado que +ay un Cujo
continuo de coque y cara, y la coqui4aci$n tiene luar tanto en el reactor
como en el tambor de compensaci$n (García, >HI).
• Destilación fraccionada
El petróleo, por si mismo es un conjunto de hidrocarburos. Sin embargo, los derivados del
petróleo se pueden obtener luego de algunos procesosquímicos. Un método para destilar el
petróleo crudo es la destilación fraccionada. Mediante este método se obtienen fracciones no
productos puros.
!ara destilar el petróleo se utili"an las conocidas refinerías. Estas son enormes complejos
donde se somete al petróleo crudo a procesos de separación física en los cuales se e#trae gran
variedad de sus derivados$as torres de destilación industrial para petróleo poseen alrededor de
%&& bandejas'entro del petróleo e#isten varios compuestos de los cuales se obtienen alrededor
de (.&&& productos.
$a destilación fraccionada se reali"a principalmente a base de temperatura. )ada sustancia
dentro del petróleo destila a distinta temperatura. Entonces, a partir de una temperatura fija se
obtiene una sustancia predeterminada. !or ejemplo* se calienta el crudo hasta los %&& +) de
donde se obtiene nafta, luego se sigue calentando el petróleo restante para obtener otras
sustancias buscadas en temperaturas ms altas así hasta llegar a los -&/0&& +), temperatura
en la cual el petróleo empie"a a descomponerse. Es por esto que dentro de las refinerías se
somete al petróleo crudo a determinadas temperaturas en distintas instancias. 'e este modo,
los componentes se van desprendiendo de una manera ordenada.
DERIVADOS
•
1asolina motor corriente e#tra
•
2urbo combustible o turbosina
•
1asolina de aviación
•3)!M o 'iesel
•4ueroseno
•)ocinol
•1as propano
•5encina industrial
•
)ombustóleo o fuel oil
•
'isolventes alifticos
•3sfaltos
•5ases lubricantes
•)eras parafinas
•!olietileno
•3lquitrn aromtico
•6cido nafténico
•5enceno
•)iclohe#ano
•2olueno
•
7ilenos me"clados
•
8rto#ileno
•
3lquibenceno
OPEP
