HIDRO MARTES

5/26/2018 HIDRO MARTES

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LABORATORIO DE HIDROCARBUROS

Facultad De Petrleo Petroquimica y Gas Natural 0

PROFESOR: ING. ARGUMEALUMNO: OSWALDO CHIHUALA BUSTAMANTECDIGO: 20112129J

SECCIN: A


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El petrleo crudo entrampado en el subsuelo est asociado a gas y agua, y se mantiene all bajo presin.Cuando despus de realizada la perforacin se pone el pozo en produccin, el nivel de presin en elreservorio determina segn los caudales de petrleo extrado- hasta cuando el petrleo llegar sin ayudaalguna a la superficie. Si las presiones son altas, el petrleo es forzado a desplazarse hacia el fondo delpozo y fluye hacia arriba. Lo hace a travs de una caera de produccin ("tubing"), de 5 a 10centmetros de dimetro, que se baja cuando termina la perforacin y se instala adecuadamente. Latubera queda unida a la caera de entubacin ("tubing") por empaquetaduras especiales ("packer") que aveces sirven tambin para aislar distintas capas productoras.

El control de la produccin se realiza en superficie por medio del "rbol de Navidad" (ver foto)compuesto por una serie de vlvulas que permiten cerrar y abrir el pozo a voluntad, y donde lasurgencia se regula mediante un pequeo orificio cuyo dimetro depender del rgimen de produccinque se quiera dar al pozo.

Cuando llega a la superficie, el petrleo crudo -mezclado con gas en solucin- es bombeado hacia unaplanta de procesamiento, que separa el gas del petrleo, enviando ste hacia tanques de almacenaje.

La produccin de distintos pozos tiene enormes variaciones: algunos aportan unos pocos m3, otros msde un millar por da. Esto se debe a diferentes factores, entre ellos el volumen de petrleo almacenadoen el espacio poral de rocas reservorio diferentes, la extensin de las capas productoras, supermeabilidad, etc. El perodo de surgencia natural resulta lgicamente el de menor costo deproduccin, dado que toda la energa utilizada para producir el petrleo es aportada por el mismoyacimiento.


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Un reservorio petrolero es una formacin de roca sedimentarla porosa y permeable cubierta por unacapa de roca impermeable a travs de la cual no pueden pasar lquidos o gases. Originalmente los porosse llenaron con agua, pero el petrleo y el gas, formados en una fuente rocosa contigua, gradualmente sefiltraron en ellas entrampndose contra la capa de roca impermeable. La forma del reservorio debe

permitir la acumulacin del petrleo (o gas), y la capa de roca impermeable es esencial paraimposibilitar su migracin. Debido a las fuerzas capilares una parte del agua, originalmente en los poros,no pudo ser desplazada por el hidrocarburo. Esta agua inmovilizada se denomina agua intersticial. Elvolumen de todos los poros en una roca reservorio (porosidad) generalmente se expresa como unporcentaje del volumen total de roca. Cuanto mayor es la porosidad efectiva, mayor es la cantidadalmacenada de petrleo.

La porosidad total puede variar del 1 al 35 %del volumen total de roca.

Para que el petrleo fluya a travs delreservorio, debe haber una libre conexin

entre los poros. La mayor o menor facilidadde pasaje de los fluidos a travs de las rocasse llama permeabilidad y depende deltamao de los canales que interconectan losporos. A este tipo de porosidad en la que losporos estn interconectados la llamamosefectiva y por lo general se presenta asociadacon buenas permeabilidades.

Tanto la porosidad como la permeabilidadvaran a lo largo de una formacin rocosa yen consecuencia, pozos en diferentes lugares

de un reservorio pueden tener grandiferencia de nivel de produccin. Estosfactores tambin varan con la profundidad,siendo afectados por las presiones ytemperaturas a que son sometidas las rocas.Por ltimo, es la historia geolgica de unyacimiento lo que ha condicionado laevolucin del reservorio.

El petrleo contiene gas disuelto, cuya cantidad mxima depende de la presin y la temperatura delreservorio. Si el petrleo no puede disolver ms gas bajo las condiciones de presin y temperaturareinantes, se dice que est saturado; el gas excedente entonces se trasladar a la parte superior del

reservorio, donde formar un casquete de gas. Si el petrleo puede disolver ms gas bajo estascondiciones, se dice que est sub-saturado y no se formar casquete de gas.

El petrleo vara del tipo pesado, muy viscoso (con un peso especfico cercano al del agua y con unaviscosidad de 10 a 10.000 veces ms alta), generalmente hallado en reservorios poco profundos quecontienen escaso o nada de gas disuelto. Cuanto menos viscoso sea el petrleo, fluir ms fcilmente atravs de los intersticios de la roca reservorio hacia el pozo.


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La proporcin de petrleo del yacimiento que puede ser producida mediante distintos procedimientosde recuperacin, vara ampliamente. Esto se debe a un nmero de factores, incluyendo la viscosidad delgas y densidad del petrleo; la presencia o ausencia de un casquete de gas; la presencia y fuerza de unabase acuosa; la profundidad, presin y grado de complejidad del reservorio; la permeabilidad yporosidad de las rocas.

El siguiente cuadro indica el rango de factores de recuperacin que se puede esperar para varios tiposde petrleo.

TIPO DE CRUDOPrimaria (% decrudo in-situ)

Secundaria (% extra decrudo in-situ)

Extra Pesado 1 - 5 -

Pesado 1 - 10 5 - 10

Medio 5 - 30 5 - 15

Liviano 10 - 40 10 - 25

Los valores bajos, para cada tipo de petrleo, se asocian mayormente con petrleo de bajo contenido degas disuelto en reservorios desfavorables.

Los valores altos se refieren a petrleos con alto contenido de gas disuelto en reservorios favorables. Larecuperacin primaria puede ser mayor que la indicada cuando se est en presencia de un fuerteacufero; en tales circunstancias una operacin de recuperacin secundaria no es atractiva.

Diferentes tipos de Recuperacin de Petrleo

Con frecuencia se utilizarn los trminos "recuperacin primaria, secundaria y terciaria", que significan lo

siguiente:

Primaria:Cuando el petrleo surge naturalmente, impulsado por la presin del gas o el agua dela formacin, o bien por la succin de una bomba.

Secundaria:Cuando se inyecta gas y/o agua para restablecer las condiciones originales delreservorio o para aumentar la presin de un reservorio poco activo.

Terciaria:Cuando se utilizan otros mtodos que no sean los antes descriptos, como porejemplo, inyeccin de vapor, combustin inicial, inyeccin de jabones, C02, etc. En losprocesos por miscibilidad se agregan detergentes que permiten un mejor contacto agua/petrleoal bajar la tensin superficial.


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1. RECUPERACIN PRIMARIA:Los mecanismos naturales de produccin contribuyen a lo que se conoce como recuperacinprimaria. Dependiendo del tipo de petrleo, las caractersticas del reservorio y la ubicacin de lospozos, el porcentaje de petrleo, inicialmente contenido en un reservorio que puede ser producidopor estos mecanismos (factor de recuperacin) puede variar de un pequeo porcentaje para unempuje por separacin del gas disuelto a un 30-35 por ciento para un empuje por agua o expansin

del casquete. Tomando un promedio mundial, se estima que la recuperacin primaria produce un25 por ciento del petrleo contenido inicialmente en la roca.

Para que el petrleo fluya de la roca reservorio al pozo, la presin a la que se encuentra el petrleoen el reservorio debe ser superior a la del fondo del pozo. El caudal con que el petrleo fluye haciael pozo depende de la diferencia de presin entre el reservorio y el pozo, la permeabilidad, grosorde las capas y la viscosidad del petrleo.

La presin inicial del reservorio generalmente es lo suficientemente alta para elevar el petrleo en

los pozos de produccin a la superficie, pero a medida que se extraen el gas y el petrleo la presindisminuye y el ritmo de produccin comienza a descender. La produccin, aun cuando estdeclinando, se puede mantener por un tiempo mediante procedimientos naturales tales comoexpansin del casquete de gas y el empuje del agua.

Los principales mecanismos de produccin natural son entonces, el empuje de agua, el empuje porgas disuelto y expansin del casquete de gas.Cuando esa energa natural deja de ser suficiente, se impone recurrir a mtodos artificiales paracontinuar extrayendo el petrleo. Hay cinco mtodos principales de extraccin artificial:

Bombeo con accionamiento mecnico:La bomba se baja dentro de la tubera de produccin, y se

asienta en el fondo con un elemento especial. Es accionada por medio de varillas movidas por unbalancn, al que se le transmite movimiento de vaivn por medio de un tubo pulido de 2 a 5 metrosde largo y un dimetro interno de 1 1/2 a 1 3/4 de pulgada, dentro del cual se mueve un pistn cuyoextremo superior est unido a las varillas de bombeo.

El 70 % de los pozos de extraccin artificial utiliza este medio, y sus limitaciones son la profundidadque pueden tener los pozos y su desviacin (en el caso de pozos dirigidos).


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Bombeo con accionamiento hidrulico:Una variante tambin muy utilizada son las bombasaccionadas sin varillas. Se bajan dentro de la tubera y se accionan desde una estacin de bombeohidrulico, que atiende simultneamente 5 ms pozos desde una misma estacin satlite. Estemedio carece de las limitaciones que tiene el bombeo mecnico, y se pueden bombear pozosprofundos o dirigidos.

Extraccin con gas o "gas lift" (surgencia artificial): Consiste en inyectar gas a presin en la tubera,para alivianar la columna de petrleo y llevarlo a la superficie.

Dos equipos de bombeo mecnico operan simultneamente en el mismo pozo y extraen petrleode dos formaciones productivas. En el Yacimiento Chhuido de la Sierra Negra, el ms importantede Argentina, al norte de la provincia de Neuqun.

Tubera, a travs de vlvulas reguladas que abren y cierran el paso del fluido automticamente.

Pistn accionado a gas ("plunger lift"): Es un pistn viajero, empujado por gas propio del pozo, ylleva a la superficie el petrleo que se acumula entre viaje y viaje del pistn.

Bomba centrfuga con motor elctrico sumergible: Es una bomba de varias paletas montadas

axialmente en un eje vertical, unido directamente a un motor elctrico. El conjunto se baja con unatubera especial que lleva el cable adosado y se baja simultneamente o no con los tubos. Permitebombear grandes volmenes.

2. RECUPERACIN SECUNDARIA:A travs de los aos, los ingenieros en petrleo han aprendido que la aplicacin de tcnicas para elmantenimiento depresin en el reservorio puede producir ms petrleo que el que se extrae porrecuperacin primaria nicamente. Mediante tales tcnicas (conocidas como recuperacinsecundara), la energa y el mecanismo de desplazamiento naturales del reservorio, responsables por

la produccin primaria, son suplementales por la inyeccin de gas o agua. El fluido inyectado nodesplaza todo el petrleo. Una cantidad apreciable queda atrapada por fuerzas capilares en losporos de la roca reservorio y es pasada de largo. A esto se llama petrleo residual y puede ocuparde un 20 a un 50 por ciento del volumen del pozo. Adems por las variaciones de permeabilidad, elagua inyectada puede saltear ciertas regiones portadoras de petrleo.

Recuperacin Secundaria.Planta de Inyeccin de Agua.


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La eficiencia total de un procedimiento de desplazamiento depende no slo del nmero y laubicacin de los pozos de inyeccin y productores y de las caractersticas del reservorio(permeabilidad y petrleo residual), sino tambin de la relativa inmovilidad de los fluidosdesplazantes y del petrleo desplazado. S la relacin de movilidad es menor que uno (es decir,cuando el fluido desplazante tiene menor inmovilidad que el desplazado) la eficiencia del arrastre odesplazamiento ser alta y se remover una gran cantidad de petrleo.

3.

RECUPERACIN TERCIARIA (RECUPERACIN ASISTIDA)Recuperacin asistida es el trmino que utiliza la industria petrolera pira describir las tcnicas que seutilizan para extraer ms petrleo de reservorios subterrneos, que el que se obtendra pormecanismos naturales o por la inyeccin de gas o agua. Los mtodos convencionales de produccindejan en el reservorio una cantidad de petrleo que queda all por ser demasiado viscoso o difcil dedesplazar. El petrleo tambin podra quedar atrapado por capilaridad en las zonas inundadas delreservorio o podra no ser empujado por el agua y el gas que se inyectan en parte del yacimiento.

En general, el objetivo de las tcnicas de recuperacin asistida de petrleo es extraer mshidrocarburos mejorando la eficiencia del desplazamiento.

El espectro y los objetivos de los procesos trmicos

Los mtodos trmicos son los ms usados entre las diferentes tcnicas de recuperacin asistida. Delpetrleo producido mundialmente mediante estas tcnicas de recuperacin terciaria, alrededor del75% es obtenido por recuperacin trmica. Los usos corrientes de esta tecnologa, apuntan amejorar la recuperacin de petrleos pesados, con viscosidad entre 100 a 100.000 veces mayor que

la del agua y que naturalmente son difciles de obtener por los mtodos convencionales.

Un incremento en la temperatura disminuye la viscosidad del petrleo y por tanto su velocidad dedesplazamiento. Este aumento de calor produce otros efectos positivos en el proceso derecuperacin. Por ejemplo, los componentes ms livianos tienden a evaporarse y el petrleoresidual a aumentar en volumen (y disminuir an ms su densidad). Esos efectos no se producentodos al mismo tiempo ni son igualmente efectivos en todos los reservorios.


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GAS NATURAL

Como se mencion previamente, muchas veces se encuentra gas natural asociado al petrleo.Originalmente el gas se form contemporneamente con el petrleo, y se lo denomina "natural" paradiferenciarlo del manufacturado en el procesamiento del carbn, de otra materia orgnica o del mismopetrleo, cuando se destila.

En el caso de un anticlinal, puede advertirse que el gas forma un casquete por encima del petrleo(porque es ms liviano que ste), con el agua por debajo. Tanto el gas como el agua presionan sobre elpetrleo. Por eso, cuando la perforacin llega a la roca reservorio que aprisiona el petrleo, se rompe elequilibrio vigente y el petrleo es forzado a subir hasta la superficie. En este caso la produccin seproduce por surgencia.

Durante mucho tiempo, la industria petrolera consider al gas natural como un estorbo para susoperaciones, salvo cuando en las primeras etapas de la explotacin el fluido serva para forzar lasurgencia natural del crudo hacia la superficie.

Sucede que para utilizar el gas natural a escala industrial -como se hace actualmente en los pases ms

adelantados- el fluido demanda la construccin previa de costosas instalaciones, que incluyen desdecentrales primarias de separacin de gas (para eliminar de ste los componentes que afectan a lascaeras y rescatar subproductos ms valiosos, como el propano, el butano y las naftas), hasta loscompresores y las extensas tuberas de acero (gasoductos) en condiciones de llevar al producto a losgrandes centros de consumo.

Planta de Tratamiento de Gas

Actualmente, la industria del gas registra progresos tales, que ya se perfila en algunos pases conautonoma propia, parcialmente desvinculado del negocio petrolero


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La estructura de cadarefinera debe tener en cuenta todas las diferentes caractersticas del crudo.Adems, una refinera debe estar concebida para tratar una gama bastante amplia de crudos. Sinembargo existen refineras concebidas para tratar solamente un nico tipo de crudo, pero se trata decasos particulares en los que las reservas estimadas de dicho crudo son consecuentes.

Existen refineras simples y complejas. Las simples estn constituidas solamente por algunas unidades detratamiento, mientras que las refineras complejas cuentan con un mayor nmero de estas unidades.

En efecto, en funcin del objetivo fijado y el lugar en el que se encuentra la refinera, adems de lanaturaleza de los crudos tratados, la estructura de la refinera puede ser diferente. De la misma manera,en funcin de las necesidades locales, la refinera puede ser muy simple o muy compleja. A menudo,enEuropa,enEstados Unidosy generalmente en las regiones en las que las necesidades de carburantesson elevadas, la estructura de las refineras es compleja. En cambio, en pases menos desarrolladoscomo algunos defricadicha estructura es bastante simple.

En los pases que disponen de ellas, las refineras se instalan preferentemente en las costas, para ahorrargastos de transporte y construccin deoleoductos. EnEspaa hay slo una refinera de interior, la

dePuertollano, que se construy para reconvertir la anterior industria de pizarras bituminosas enrefinera de petrleo despus de la Guerra Civil. EnExtremadura se ha originado una polmica dembito regional por el proyecto de construir una segunda refinera de interior en la comarca deTierrade Barros de laprovincia de Badajoz.

El petrleo, una vez en la refinera, es almacenado en depsitos de gran tamao, separandogeneralmente los crudos en funcin de su contenido en azufre, al igual que en los procesos detratamiento. En funcin de la demanda del mercado en un momento dado se trata primero el crudo debajo contenido en azufre, antes de pasar a tratar el crudo de alto contenido en azufre para evitar lacontaminacin de los productos salidos de cada tipo de crudo. En el caso inverso, los productosprovenientes del tratamiento del crudo de bajo contenido en azufre son dirigidos en caso necesario

hacia depsitos de almacenamiento de productos de alto contenido en azufre durante algunas horas,para ser tratados de nuevo ms tarde.

DestilacinVase tambin:Destilacin atmosfrica

Vase tambin:Destilacin fraccionada
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La primera etapa del refino es la destilacin atmosfrica. Se realiza en una torre como la descritaanteriormente, donde la cabeza tiene una presin ligeramente superior a la atmosfrica. De ella se sacan4 extracciones, cuyo "corte" viene determinado por un rango de temperaturas, y una salida de gases porcabeza. Por lo general, suelen ser: - 4 Extraccin: Gasleos muy pesados - 3 Extraccin: Gasleoscomunes. - 2 Extraccin: Keroxenos. - 1 Extraccin: Naftas pesadas + Naftas ligeras. - Gases de cabeza:Butano, propano y otros gases ms ligeros.

En el fondo de la torre queda un resduo del crudo que no destila, al que comnmente se le llama"resduo atmosfrico" o "crudo reducido". La cantidad de este residuo depende mucho del tipo de crudocon el que se alimenta a la torre, aunque suele estar alrededor de un 45%. Con este dato, podemosdeterminar que si el proceso de refino se quedase en este punto, el rendimiento de la refinera seriamuy bajo, ya que este resduo slo se puede aprovechar para hacer asfaltos y algunos lubricantes(productos de bajo coste/tonelada). Por tanto, la mayor parte las refineras procesan este residuomediante otras etapas posteriores y tratamientos.

La destilacin, comnmente llamada columna de destilacin,donde debido a la diferencias de volatilidadescomprendidasentre los diversos compuestos hidrocarbonados va separndose a

medida que se desplaza a travs de la torre hacia la parte superioro inferior. El grado de separacin de los componentes delpetrleo esta estrechamente ligado alpunto de ebullicin de cadacompuesto.

El lugar al que ingresa el petrleo en la torre o columna sedenomina "Zona Flash" y es aqu el primer lugar de la columnaen el que empiezan a separarse los componentes del petrleo.

Copa de burbujeo de una torre de destilacin. Se ven los flujos de los gases que suben y de los lquidos

que bajan.

Los compuestos ms voltiles, es decir los que tienen menor punto de ebullicin, ascienden por la torrea travs de platos instalados en forma tangencial al flujo de vapores. En estos platos se instalan variosdispositivos llamados "copas de Burbujeo", de forma similar a una campana o taza, las cuales soninstaladas sobre el plato de forma invertida. Estas copas tienen perforaciones o espacios laterales. El finde las copas de burbujeo, o simplemente copas, es la de hacer condensar cierto porcentaje dehidrocarburos, los ms pesados, y por consiguiente llenando el espacio comprendido entre las copas elplato que lo sostiene, empezando de esta manera a "inundar" el plato. La parte incondensable, elhidrocarburo voltil, escapar de esa copa por los espacios libres o perforaciones con direccin hacia elplato inmediato superior, en el que volver a atravesarlo para entrar nuevamente en las copas instaladasen dicho plato, de manera que el proceso se repita cada vez que los vapores incondensables atraviesenun plato. Al final, en el ltimo plato superior, se obtendr un hidrocarburo "relativamente" ms ligero

que los dems que fueron retenidos en las etapas anteriores, y que regularmente han sido extradosmediante corrientes laterales.

Latemperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350C,segn el ejemplo, en el punto de entrada de la carga, hasta menos de 100C en su cabeza. La entradacontinua de crudo caliente genera una gama de platos con distinta temperatura y desde donde se extraendiversas fracciones a distintas alturas. Estas fracciones reciben nombres genricos y responden acaractersticas bien definidas, pero su proporcin relativa depende de la calidad del crudo destilado, delas dimensiones de la torre de fraccionamiento y de las presiones, caudales y temperaturas de operacin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Porcentajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0Chttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0Chttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Porcentajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3n


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En la parte alta de la torre estn los livianos (naftas) y hacia abajo van saliendo los pesados (gas oil-fueloil). De la cabeza de las torres emergen gases que sirven de carga a las petroqumicas para obtenernuevos productos o pueden ser usados como combustible.

Las fracciones lquidas son, de el tope hacia el fondo, es decir, de menor a mayor temperatura dedestilacin:

1. Gas licuado. Esta fraccin tiene baja temperatura de destilacin: menor de 40C. Estcompuesta por hidrocarburos de 1 a 5 tomos de carbono.2. Naftas.Estas fracciones son muy livianas (densidad= 0,75 g/ml) y de temperatura de destilacin

de 40C a 175C. Estn compuestas por hidrocarburos de 6 a 10 tomos de carbono.

3. Kerosenes (incluyen al JP1, el combustible para aviacin)destilan entre 175C y 230C, siendodedensidad mediana (0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 11 y 12 tomos decarbono.

4. Gas oil liviano. Elgas oil es un lquido de densidad 0,85 g/ml y aceitoso, que destila entre 180Cy 230C. Sus componentes son hidrocarburos de 13 y 17 tomos de carbono.

5. Gas oil pesado. Es un lquido denso (0,9 g/ml) que destila entre 305C y 405C. Sushidrocarburos poseen de 18 a 25 tomos de carbono.

6. Crudo reducido. Es el producto de fondo de la torre, viscoso, que destila a ms de 405C ytiene mas 25 tomos de carbono.

Estos productos obtenidos se tratan para conseguir productos comerciales en la forma siguiente:

Los gases ligeros (metanoyetano)se endulzan para eliminar elcido sulfhdricoy se aprovechancomo combustible en la propia refinera.

El GLP se separa enpropanoybutano que son envasados a presin o usados como materia primapara producir etileno y propileno ycombustible paraautomviles.

Las naftas se tratan en las unidades de reformado cataltico para mejorar sus cualidades y semezclan para obtenergasolinas comerciales. La fraccin ligera de la nafta tambin se procesa enunidades de isomerizacin para mejorar su ndice de octano; asimismo puede ser usada paraproducir etileno y propileno.

El keroseno es tratado para cumplir las especificaciones de combustible para aviacin o para usarseen la formulacin del disel de automocin.

El gasleo se lleva a las unidades dehidrodesulfuracin,donde se reduce su contenido en azufre,tras lo cual se usa para formular disel de automocin o gasleo de calefaccin.

El gasoil de vaco no es un producto final. Se lleva a las unidadesdeFCC (crackingcataltico fluidizado) donde a elevada temperatura y con presencia de uncatalizador en polvo sus largas molculas se rompen y se transforman en componentes ms ligeroscomo GLP, naftas o gasleos. El gasoil de vaco tambin puede convertirse en las unidades de

hidrocraqueo, donde a unos 400-440 C y alta presin, en presencia de catalizadores apropiados, setransforma tambin en GLP, naftas o gasleos libres de azufre. Estas unidades producen un gasleode mejor calidad (con mejor ndice de octano) que las unidades de FCC.

El residuo de vaco se puede utilizar comoasfalto o bien someterlo a altsimas temperaturas en lasunidades de coque en las que se producen componentes ms ligeros y carbn de coque que puedecalcinarse para formar carbn verde. Este residuo de vaco tambin puede ser usado para fabricarfuelleo, bien directamente o previa su conversin trmica en unidades de viscorreduccin.
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En todas las refineras se produce tambin azufre slido, como subproducto, debido a laslimitaciones impuestas a la emisin del dixido de azufre a la atmsfera.

CrackingArtculo principal:Craqueo cataltico

Las fracciones pesadas de baja calidad obtenidas en la destilacin primaria puede ser convertido a gas oil

y nafta. El procedimiento que se utiliza es llamadoFCC Fluid Catalytic Cracking.

La carga se calienta a 500 C, a presiones del orden de 500atm, en presencia decatalizadores, queintervienen en el proceso. Su nombre deriva de crack (del ingls romper) y cataltico para diferenciarlodel craqueo trmico. En esas condiciones la molcula de los hidrocarburos con muchos tomos decarbono se rompe formando hidrocarburos mas livianos, esto es, de menor nmero de tomos decarbono en su molcula.

La siguiente ecuacin ilustra el hecho acaecido:

C18H38 = C8H16 + C8H18 + CH4 + C

La ruptura de la molcula 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. Otro hidrocarburo formado eselMetano:CH4, quedando un residuo carbonoso: elCoque de Petrleo.

Las fracciones obtenidas mediante el Cracking se envan a torres de fraccionamiento para separar:

1. Gases.2. Naftas y eventualmente kerosene.3. Residuosincorporables a nuevas porciones de gas oil y de fuel oil.

Gracias al Cracking se eleva el rendimiento en naftas hasta el 40-50%.
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SARA aceite de prueba medidas satura, asfaltenos, resinas, compuestos aromticos en el aceite crudopesado, destilados y materias primas.Muestras de hidrocarburos se prueba por Intertek para satura, los asfaltenos, resinas y compuestosaromticos (SARA). Anlisis SARA de crudos pesados est disponible para los aceites pesados,incluyendo los destilados de vaco, atmsfera y residuos de vaco, betunes y asfaltos, por lo que las

prdidas materiales de los fines de la luz (voltiles) son mnimos.Los crudos convencionales se pueden superaron (> 300 C) antes de la SARA para reducir las prdidasde luz en el extremo posterior separacin y permitir que el 300 C destilado 300 degC

destilados o residuos. alternativas de anlisis SARA incluyendo IP-143, seguido de HPLC preparativa(IP-368) , o arcilla-Gel (ASTM D-2007), que puede ser apropiado. SARA tambin se describe comoasfaltenos, cera, y el anlisis de deposicin de hidrato

Un asfalto est compuesto por diferente sgrupos de compuestos qumicos que se clasifican comosaturados (S), aromticos (A), resinas (R) y asfaltenos (A), en una proporcin tal que conforman unmaterial viscoso comnmente utilizado como cementante en mezclas de concreto asfltico para laconstruccin de carreteras, y aunque tiene diversos usos y aplicaciones en otras reas de la ingeniera y laindustria petroqumica, su principal campo de aplicacin es en la construccin de pavimentos(Arenas, 2006). El concreto asfaltico es un material de amplia demanda que se ha estudiado ycaracterizado en extensas investigaciones, sin embargo, es poco lo que se conoce sobre la forma comocambia la composicin qumica del ligante asfltico debido a procesos de oxidacin y envejecimiento

durante su vida en servicio en el pavimento.

El conocimiento sobre la prdida de componentes y compuestos qumicos del asfalto durante laexposicin diaria al ambiente permite entender de primera mano el cambio en las propiedadesfsicomecnicas que experimentan las mezclas asflticas en el pavimento. La durabilidad del asfalto serelaciona con su resistencia al ambiente y a las condiciones que involucran su manipulacin yprocesamiento.


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En trabajos anteriores, se demostr la influencia de los procesos termo-oxidativos en las propiedadesreolgicas y qumicas del material puro sometido a procesos de envejecimiento naturales y simulados enel laboratorio (Glover, 2003; Glover, Davison y Vassiliev, 2003; Afanasieva y lvarez, 2004; Vargas etal., 2005; Vargas, 2007). Dentro de las metodologas de punta, el Strategic Highway Research Program(SHRP), entre otros, desarroll mtodos para medir el envejecimiento del pavimento bajo condicionescontroladas en laboratorio, como son los ensayos Thin Film Oven Test (TFOT) y Rolling Thin FilmOven Test (RTFOT). No obstante, como se demostr, estos procesos simulados en el laboratorio noson suficientes para estimar la durabilidad de las mezclas obtenidas a partir de asfaltos puros,modificados o ambos (Petersen et al., 1994b; Airey, 2003).

SIGNIFICADO PRCTICO DEL ENSAYO S. A. R. A.Existen muchas variantes del anlisis identificado por el acrnimo S. A. R. A. aunque no todos danresultados equivalentes.El anlisis S. A. R. A. comprende un fraccionamiento, seguido o no, de una cuantificacin de cadafraccin obtenida.El ensayo S. A. R. A. comenz con el trabajo de Jewel y otros en 1972 como resultado de un esfuerzoconjunto del Bureau of Mines y el API americano para desarrollar mtodos de caracterizacin defracciones de petrleo con punto de ebullicin mayor a 400 C.

La primera etapa del fraccionamiento, en cualquier caso, consiste en la remocin de la fraccinasfalteno en forma cuantitativa por ello comenzamos esta nota con el anlisis y separacin de losasfaltenos.

Separacin y anlisis de AsfaltenosLos asfaltenos del petrleo se separan y cuantifican por precipitacin con diferentes solventes dehidrocarburos usualmente n-parafinas. El contenido de asfaltenos del crudo difiere segn la n-parafinaque se usa como precipitante:

Solvente Parafnico Asfalteno-------------------------- ------------------

n-pentano (C5) 1,08

n-heptano (C6) 0,52n-nonano (C9) 0,39

Los asfaltenos se definen como la porcin del crudo insoluble en n-alcanos liviano pero soluble ensolventes aromticos (por ejemplo tolueno). La cantidad, composicin qumica y distribucin de masamolecular (M. W.) del asfalteno obtenido depende de la fuente del crudo y del mtodo deprecipitacin.Estructuralmente los asfaltenos consisten anillos poliaromaticos condensados con cortas cadenasalifticas y heteroatomicas (50% de los carbonos son aromticos y el resto alifticos).El sistema de equilibrio de los asfaltenos en los petrleos es el que forman con las resinas (ver msdetalles en la nota tcnica N ) mediante la MICELA. El ingreso de un exceso de precipitante(nparafina) requiere un tiempo para que se desagregue la MICELA y libere los asfaltenos.

Una determinacin cuantitativa de los asfaltenos puede tambin efectuarse por el agregado de lanparafina a una mezcla crudo: benceno o tolueno.Asfaltenos y resinas estn asociados por medio de uniones hidrogeno intermoleculares, la adicin delsolvente precipitante probablemente rompe estas asociados en parte, liberando y precipitando losasfaltenos. Las resinas, junto al resto del petrleo, constituyen los maltenos que permanecen solubles enel solvente precipitante.


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Para caracterizar la fraccin del petrleo que hierve por encima de 400 C esta debe ser subdividida enfracciones ms simples de analizar. El fraccionamiento debe reunir cuatro requisitos:

1. Los procedimientos deben ser analticamente repetibles.2. Los procedimientos deben ser aplicables a fracciones pesadas.3. Los procedimientos deben ser experimentalmente convenientes y com4. prender una minima inversin de horas hombre.5. El fraccionamiento no debe presentar alteracin qumica (o ser mnima).En su trabajo original, Jewell y otros (Anal. Chem. July 1972, 1391-95) utilizan cromatografa encolumna abierta con resina de intercambio para aislar fracciones acidas y bsicas y luego arcillaatapulgita y silicagel para fraccionar resinas de saturados y aromticos que son analizados porespectrometra de masas obteniendo, para un residuo estudiado:

cidos : 4,46Bases : 5,51Nitrgeno neutro (resinas?) : 9,65Saturados : 37,82Aromticos : 42,70

No siendo el objetivo de esta nota hacer una cronologia del anlisis S. A. R. A. basta conocer queluego de separados los asfaltenos, los caminos analticos ms difundidos son tres:

1. Cromatografa en columna abierta de adsorcin en arcilla gel descripta en la Norma ASTM D2007 93.

2. Cromatografa liquida de alta presin (HPLC) con detector de ndice de Refraccin.3. Cromatografa en capa delgada (TLC), este mtodo no requiere separacin previa de los asfaltenos.El detector empleado es el FID.La comparacin entre las diferentes tcnicas usualmente de diferentes laboratorios, muestra grandesdiferencias de resultados. Veamos la diferencia entre tres mtodos para seis crudos con las siguientespropiedades.

Significado Prctico del Ensayo S. A. R. A.Cualquiera que sea el mtodo para obtener el resultado del fraccionamiento S. A. R. A. el mismotienen diversas aplicaciones para el productor, veremos algunas de estas.

Caso: Estudios de correspondencias entre residuos de pozo y petrleo.La comparacin entre resultados S. A. R. A. del petrleo producido y el residuo recuperado en elpozo nos permite inferir modelos de deposicin.


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Anlisis SARA de Petrleos y sus Residuos ( )El anlisis S. A. R. A. complementado con otros anlisis es la llave al conocimiento y caracterizacin de

la relacin petrleoresiduo. Los residuos ocluyen los maltenos de los crudos de los cuales provienen


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Caso: Separacin y Caracterizacin de Fracciones S.A.R.A.El fraccionamiento S.A.R.A. es el primer paso para la obtencin de propiedades utilizadas enclculos de propiedades termodinmicas y equilibrio de fases

A las fracciones obtenidas se las analiza por separado para obtener la informacin que requiere lasimulacin.


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Caso: Anlisis de la Fraccin Saturada Aislada Previamente por el Fraccionamiento S.A.R.A.

impiar el petrleo de las fracciones aromticas, resinas permite efectuar un detallado estudiocromatografico de la fraccin aislada. En el grafico siguiente vemos el resultado para el crudo total y sufraccin saturados.

La caracterizacin de residuos de petrleos (y crudos pesados) es solo relativa y nunca completa,pero su grado est directamente relacionado a la extensin con la cual las clases discretas de compuestospueden ser aisladas y analizadas por mtodos qumicos y espectroscpicos.El fraccionamiento S.A.R.A. con o sin identificacin detallada de las fracciones es un recurso muytil para caracterizar residuos y crudos pesados.


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El Per no es un pas productor de petrleo. La mxima produccin se alcanz en los aos 80 y apenasse superaron los 200 mil barriles diarios. Hoy se comprueba que la dependencia externa de crudoasociada a la brecha entre produccin y demanda nacional se incrementa, lo que puede resultarangustiante y condicionar seriamente las actividades econmicas del Per.

Estadsticas de una pesadilla anunciada

Segn los datos estadsticos de Perupetro, a finales de 2012, la produccin de petrleo crudo en el Peres algo ms de 64 mil barriles diarios de petrleo, figura 1. El acumulado anual de produccin apenassupera los 24 millones de barriles.

Figura 1: Produccin de petrleo crudo en el Per en el ao 2012, Perupetro.

Figura 2: Produccin diaria de petrleo crudo en el Per entre el ao 2002 y 2012, Perupetro
http://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2013/04/01/rios_1.jpghttp://www.esan.edu.pe/conexion/actualidad/2013/04/01/rios_2.jpg


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Mientras la produccin de crudo nacional se reduce inexorablemente, la demanda de derivados depetrleo se incrementa a un ritmo preocupante. Segn datos del Osinergmin, entre enero y junio delao 2012, la demanda promedio de productos derivados de petrleo super los 200 mil barriles diarios.

En la figura 4, se observa que la demanda conjunta de diesel y GLP supera el 65% del consumo total dederivados de petrleo. El crecimiento econmico del pas y el creciente nmero de nuevos automvilesha disparado la demanda de petrleo. El incremento del consumo y la reduccin de la produccin,aumenta el volumen de importaciones de petrleo y derivados, acentuando la dependencia energtica

del Per de recursos fsiles externos.

En el 2010, el Per ocupaba el puesto 14 en el mundo por porcentaje de dependencia del petrleo,figura 5. Es muy probable que actualmente el Per se encuentre en el Top 10 de pases adictos alpetrleo. Tres pases europeos del Top 10 - Espaa, Grecia y Portugal - sufren terribles recesioneseconmicas a causa de la excesiva dependencia del petrleo extranjero. La excesiva dependencia delpetrleo adquiere una dimensin escandalosa y es el problema ms grave del Per.

Figura 4:

Demanda diaria de

combustibles lquidosen el Per entre

enero y junio del

2012, Osinergmin.

Figura 5:

Top 20 de pases con

mayor dependencia

del petrleo en %, BP

Statistical Review

2010.

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