UNIVERSIDAD AUTÓNOMA“GABRIEL RENÉ MORENO”

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA

INGENIERIA PETROLERA

DOCENTE: ING. RÓMULO SÁNCHEZ HERBAS

ALUMNO: BORDEN RAMIREZ VILLA

REGISTRO: 205046770

FECHA: 5 de octubre del 2010

Santa Cruz Bolivia

PROCESOS DE REFINACIÓN

1.- GENERALIDADES Y DEFINICIONESPara obtener productos de características precisas y utilizar de la manera más rentable posible las diversas fracciones presentes en el petróleo es necesario efectuar una serie de operaciones de tratamiento y transformación que, en conjunto, constituyen el proceso de refino o refinación de petróleos crudos.Una refinería es un lugar donde el petróleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraerle una serie de productos comercializables.El petróleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de él se pueden obtener por encima de los 2.000 productos.Los productos que se sacan del proceso de refinación se llaman derivados y los hay de dos tipos: los combustibles, como la gasolina, ACPM, etc.; y los petroquímicos, tales como polietileno, benceno, etc.Los procesos de refino dentro de una refinería se pueden clasificar, por orden de realización y de forma general, en destilación, conversión y tratamiento.

1.1.- Fraccionamiento (destilacion): Destilación atmosférica Destilación a vacio

1.2.- Conversion: Descomposición Unificación Alteración

1.3.- Tratamiento: Hidrotratamiento (hidrodesulfuracion) Endulzamiento Secado Desalmamiento

2.-DESTILACION

Es la operación principal para el refino del petróleo. Su objetivo es conseguir separar los diversos componentes del crudo mediante el calor, aprovechando los diferentes puntos de ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varia en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión .

2.1.-FundamentoEl fundamento teórico del proceso consiste en el calentamiento de la mezcla, que da lugar a un vapor más rico que la mezcla en el componente más volátil (destilación simple). El vapor pasa a

la parte superior de la columna donde condensa. Como la temperatura sigue aumentando, a su vez este condensado se calienta dando lugar a un vapor aún más rico en el componente más volátil (más ligero, de menor punto de ebullición), que vuelve a ascender en la columna (nueva destilación simple). De la misma forma el líquido condensado de cada paso va refluyendo hacia la parte baja de la columna, haciéndose cada vez más rico en el componente menos volátil.

2.2.-Tipos de destilacion2.2.1.-Destilación simple

El aparato utilizado para la destilación en el laboratorio es el alambique. Consta de un recipiente donde se almacena la mezcla a la que se le aplica calor, un condensador donde se enfrían los vapores generados, llevándolos de nuevo al estado líquido y un recipiente donde se almacena el líquido concentrado.

2.2.2.-Destilación fraccionada (Destilación atmosférica, Destilación primaria)

La destilación fraccionada es una variante de la destilación simple que se emplea principalmente cuando es necesario separar líquidos con punto de ebullición cercanos.La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos". Esto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de masa, donde los líquidos con menor punto de ebullición se convierten en vapor, y los vapores con mayor punto de ebullición pasan al estado líquido.Se realiza en una torre, donde la cabeza tiene una presión ligeramente superior a la atmosférica.

De ella se sacan 4 extracciones, cuyo "corte" viene determinado por un rango de temperaturas, y una salida de gases por cabeza. Por lo general, suelen ser: - 4ª Extracción: Gasóleos muy pesados - 3ª Extracción: Gasóleos comunes. - 2ª Extracción: Keroxenos. - 1ª Extracción: Naftas pesadas + Naftas ligeras. - Gases de cabeza: Butano, propano y otros gases más ligeros.En el fondo de la torre queda un resíduo del crudo que no destila, al que comúnmente se le llama RA (Resíduo Atmosférico).Cada bandeja tiene una temperatura diferente y cumple la función de fraccionar los componentes del petróleo.

El crudo llega a estas torres después de pasar por un horno, donde se "cocina" a temperaturas de hasta 400 grados centígrados que lo convierten en vapor. Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilación y ascienden por entre las bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfrían. Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia temperatura, se condensa y se deposita en su respectiva bandeja, a la cual están conectados ductos por los que se recogen las distintas corrientes que se separaron en esta etapa. Al fondo de la torre cae el "crudo reducido", es decir, aquel que no alcanzó a evaporarse en esta primera etapa. Se cumple así el primer paso de la refinación. De abajo hacia arriba se han obtenido, en su orden: gasóleos, acpm, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano. Algunos de estos, como la turbosina, queroseno y acpm, son productos ya finales. Las demás corrientes se envían a otras torres y unidades para someterlas a nuevos procesos, al final de los cuales se obtendrán los demás derivados del petróleo.

2.2.3.-Destilación al vacío

La destilación a vacío es la operación complementaria de destilación del crudo procesado en la unidad de destilación atmosférica, que no se vaporiza y sale por la parte inferior de la columna de destilación atmosférica. El vaporizado de todo el crudo a la presión atmosférica necesitaría elevar la temperatura por encima del umbral de descomposición química y eso, en esta fase del refino de petróleo, es indeseable.El residuo atmosférico o crudo reducido procedente del fondo de la columna de destilación atmosférica, se bombea a la unidad de destilación a vacío, se calienta generalmente en un horno a una temperatura inferior a los 400 °C, similar a la temperatura que se alcanza en la fase de destilación atmosférica, y se introduce en la columna de destilación. Esta columna trabaja a vacío, con una presión absoluta de unos 20 mm de Hg, por lo que se vuelve a producir una vaporización de productos por efecto de la disminución de la presión, pudiendo extraerle más productos ligeros sin descomponer su estructura molecular.En la unidad de vacío se obtienen solo tres tipos de productos:

Gas Oil Ligero de vacío (GOL). Gas Oil Pesado de vacío (GOP). Residuo de vacío.

Los dos primeros, GOL y GOP, se utilizan como alimentación a la unidad de craqueo catalítico después de desulfurarse en una unidad de hidrodesulfuración (HDS).El producto del fondo, residuo de vacío, se utiliza principalmente para alimentar a unidades de craqueo térmico, donde se vuelven a producir más productos ligeros y el fondo se dedica a producir fuel oil, o para alimentar a la unidad de producción de coque. Dependiendo de la naturaleza del crudo el residuo de vacío puede ser materia prima para producir asfaltos.

2.2.4.-Destilación azeotrópica

La destilación azeotrópica es una de las técnicas usadas para romper un azeótropo en la destilación. Una de las destilaciones más comunes con un azeótropo es la de la mezcla etanol-agua. Usando técnicas normales de destilación, el etanol solo puede purificarse a aproximadamente el 95%. Por lo tanto el azeótropo 95/5% debe romperse para lograr una mayor concentración.

2.2.5.-Destilación por arrastre de vapor

En la destilación por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el interior de la mezcla, denominándose este "vapor de arrastre", pero en realidad su función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. La condición más importante para que este tipo de destilación pueda ser aplicado es que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado volátil formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente.2.2.6.-Destilación mejorada

Cuando existen dos o más compuestos en una mezcla que tienen puntos de ebullición relativamente cercanos, es decir, volatilidad relativa menor a 1 y que forma una mezcla no ideal es necesario considerar otras alternativas más económicas a la destilación convencional, como son:Destilación extractivaDestilación reactivaLa destilación reactiva es una tecnología que integra la reacción y la separación en un mismo equipo. Esta integración tiene diversas ventajas potenciales, como son: Reducción en los costos, mejoras en la conversión de los reactivos y en la selectividad de los productos, así como ahorros en el uso de energía y reactivos. Entre las diferentes aplicaciones se encuentran:

Esterificación Transesterificación Hidrólisis

Alkilación Aminación Nitración Isomerización Oligomerización Hidrodesulfuración de fracciones de petróleo

2.3.-Variables de los procesosVariables de proceso que pueden afectar al equilibrio líquido – vapor:

Temperatura de transferencia: máxima temperatura a la que se eleva al crudo para vaporizarlo. El rendimiento que tenga la torre dependerá de ella.

Presión de trabajo (típicamente 1 kg/cm2g).

Temperatura de cabeza.

Inyección de vapor: el vapor disminuye la presión parcial de los hidrocarburos estableciendo nuevos equilibrios líquido – vapor y favoreciendo la vaporización de los componentes más volátiles.

Temperatura del corte: es la de extracción de cada producto, y se controla con el reflujo de cabeza y los circulantes.

Caudal de extracción de productos.

La temperatura de la zona flash y la presión parcial se pueden variar con la presión total de la zona flash y/o el caudal de vapor de agua inyectado.

Relación volumétrica reflujo - carga: incide en la eficiencia de la separación de los productos, consiguiéndose una mejor separación si aumenta esta relación.

Reflujos circulantes

3.- DEETANIZACIÓNEl líquido del gas natural que ingresa a la Planta Fraccionadora para ser sometido a una serie de procesos de destilación. Este proceso consta fundamentalmente de 3 etapas: Deetanización Depropanización Debutanización.Deetanización.- Es un proceso en el cual se separa el etano; la separación debe ser como mínimo 98% de propano y 99% de butano.Durante la deetanización se separa el etano de un líquido formado por propano, butano y gasolina natural.

La deetanizacion ocurre en la torre deetanizadora donde el gas es alimentado lo mas frio posible.La torre deetanizadora esta provista de reherbidores de fondos que utilizan aceite térmico como medio de calentamiento.Del fondo la torre deetanizadora la corriente de gas propano y mas pesados son enviados a la torre debutanizadora, el etano y los gases mas ligeros que salen por el domo son enviados a enfriamiento previa inyección de etanol para evitar congelamiento de los mismos. El etano es acondicionado para su envío en forma gaseosa a la planta donde se produce etileno, materia prima de polietilenos y PVC.Depropanización La mezcla líquida formada por propano, butano y gasolina natural es acondicionada hasta la temperatura y presión adecuadas para realizar la depropanización. Durante la depropanización se obtiene por el tope propano mientras que por el fondo se obtiene una mezcla líquida constituida por butano y gasolina natural.Esta mezcla líquida es nuevamente acondicionada para ingresar a la columna de destilación donde se realiza la debutanización.

4.- DEBUTANIZACION

Es un proceso donde se obtiene el gas licuado propano- butano y nafta ligera pentano- hexano.La torre debutanizadora también esta provista de reherbidores de fondos que utilizan aceite térmico como medio de calentamiento.El gas licuado que sale por el domo y las naftas que salen por el fondo son enviados a depósitos de almacenamiento.Torre deetanizadora

5.- Gas licuado de petróleo (GLP)El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo.

Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refino de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica.

GLP en refinerías

Se inicia cuando el petróleo crudo procedente de los pozos petroleros llega a una refinación primaria, donde se obtienen diferentes cortes (destilados) entre los cuales se tienen gas húmedo, naftas o gasolinas, queroseno, gasóleos atmosféricos o diésel, y gasóleos de vacío.Estos últimos (gasóleos) de vacío son la materia prima para la producción de gasolinas en los procesos de craqueo catalítico. El proceso se inicia cuando estos se llevan a una planta FCC y, mediante un reactor primario a base de un catalizador a alta temperatura, se obtiene el GLP, gasolinas y otros productos más pesados. Esa mezcla luego se separa en trenes de destilación.

GLP de gas natural

El gas natural de propano y butano que pueden ser extraídos por procesos consistentes en la reducción de la temperatura del gas hasta que estos componentes y otros más pesados se condensen.Los procesos usan refrigeración o turboexpansores para lograr temperaturas menores de -40 ºC necesarias para recuperar el propano. Subsecuentemente estos líquidos son sometidos a un proceso de purificación usando trenes de destilación para producir propano y butano líquido o directamente GLP.El GLP se caracteriza por tener un poder calorífico alto y una densidad mayor que la del aire.Usos

Los usos principales del GLP son los siguientes: Obtención de olefinas, utilizadas para la producción de numerosos productos, entre

ellos, la mayoría de los plásticos. Combustible para automóviles, una de cuyas variantes es el autogas. Combustible de refinería. Combustible doméstico (mediante garrafas o redes de distribución).

Autogas

El autogas es GLP compuesto de butano (C4H10) y propano (C3H8). Su uso como carburante está definido a nivel europeo por la Norma UNE EN 589 . En España, el Real Decreto de 1700/2003 de 15 de diciembre, por el que se fijan las especificaciones del autogas, establece que el contenido mínimo de propano ha de ser un 20% y el contenido máximo de butano de un 80%.1

6.- SEPARACION DE GASOLINASGasolinas naturales: Es aquella que se produce por separación del gas natural o gas de cabeza de pozo. La composición de esta gasolina varía con respecto al gas natural que lo acompaña.

El contenido en hidrocarburos es más bajo que la gasolina de destilación

Gasolinas de destilación directa: Fracción que se obtiene al destilar el crudo de petróleo a presión atmosférica. No contiene hidrocarbonados no saturados de moléculas complejas aromático-nafténicas, puesto que presentan puntos de ebullición más altos que el límite superior del intervalo de ebullición de la gasolina.

Gasolina de cracking o refinado: Esta sale a partir de una fracción de corte alto que se somete a otro proceso (cracking), el que se rompen las moléculas más grandes en otras más pequeñas, obteniendo así moléculas que entran dentro de la fracción gasolina. La composición ya no va a ser tan homogénea como en las dos anteriores, y va a depender de la composición incial y del proceso utilizado.

El octanaje o índice de octano es una escala que mide la resistencia que presenta un combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando se comprime dentro del cilindro de un motor. También se denomina RON (por sus siglas en inglés, Research Octane Number).Algunos combustibles (como el GLP, GNL, etanol y metanol, entre otros) poseen un índice de octano mayor de 100. Utilizar un combustible con un octanaje superior al que necesita un motor no lo perjudica ni lo beneficia. Si se tiene previsto que un motor vaya a usar combustible de octanaje alto, puede diseñarse con una relación de compresión más alta y mejorar su rendimiento.Si la gasolina no sale de fábrica con suficiente octanaje, se le añade algún aditivo como el etanol, el benceno o, antiguamente, el muy contaminante tetraetilo de plomo.Los índices de octano en motores de combustión

El octanaje indica la presión y temperatura a que puede ser sometido un combustible carburado (mezclado con aire) antes de autodetonarse al alcanzar su temperatura de autoignición debido a la ley de los gases ideales.Si el combustible no posee el índice de octano suficiente en motores con elevadas relaciones de compresión (oscilan entre 8'5 y 10'5), se producirá el "autoencendido" de la mezcla, es decir, la combustión es demasiado rápida y dará lugar a una detonación prematura en la fase de compresión, que hará que el pistón sufra un golpe brusco y reducirá drásticamente el rendimiento del motor, llegando incluso a provocar graves averías. A este fenómeno también se le conoce entre los mecánicos como picado de bielas o

cascabeleo.Dicho índice de octano se obtiene por comparación del poder detonante de la gasolina en cuestión con el de una mezcla de heptano e isoctano. Al isoctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0, de modo que, por ejemplo, una gasolina de 95 octanos se correspondería en su capacidad antidetonante a una mezcla con el 95% de isoctano y el 5% de heptano.

Hay tres clases de octanajes: Research Octane Number (RON) - Octanaje medido en el laboratorio.

Motor Octane Number (MON) - Octanaje probado en un motor estático. Road ON - Octanaje probado en la carretera.

RON

El valor del RON se determina comparando el golpeteo que produce la gasolina con respecto al producido por una sustancia patrón, la cual es una mezcla de isoctano (2, 2,4-Trimetilpentano) y n-heptano. El gas licuado del petróleo (GLP) tiene un RON de, aproximadamente, 110.En los motores a gasolina de baja eficiencia se recomienda usar gasolinas con bajo nivel de octanaje, debido a la baja relación de compresión con la que operan en sus cilindros. Donde se nota mucho esta relación es en automóviles nuevos a los que, al suministrarles gasolina con bajo octanaje, se nota un cascabeleo generado por la explosión prematura del combustible en la cámara de combustión. A mayor compresión se requiere mayor octanaje para que sea eficiente el uso del combustible.

MON

Existe otro tipo de octanaje llamado MON que indica de manera más exacta cómo se comporta el combustible cuando se carga. Esta definición también se basa en la mezcla de isoctano y n-heptano.

Métodos de mejoramiento de octanaje

ReformingEs la reformación de la estructura molecular de las naftas. Las naftas extraídas directamente de la destilación primaria suelen tener moléculas lineales por lo que tienden a detonar por presión. Por eso el reforming se encarga de "reformar" dichas moléculas lineales en ramificadas y cíclicas. Al ser más compactas no detonan por efecto de la presión. La reformación puede realizarse de dos maneras distintas, mediante calor (lo cual es muy poco usual y se realiza en menor medida; se denomina reformación térmica) o mediante calor y la asistencia de un catalizador (reformación catalítica).

Reforming catalítico (sin aditivos antidetonantes)Se deshidrogenan alcanos tanto de cadena abierta como cíclicos para obtener aromáticos, principalmente benceno, tolueno y xilenos, empleando catalizadores de platino -renio -alúmina. En la reformación catalítica el número de átomos de carbono de los constituyentes de la carga no varía. La reformación catalítica es una reacción a través de iones carbono.

Alquilación

Proceso para la producción de un componente de gasolinas de alto octanaje por síntesis de butilenos con isobutano. El proceso de alquilación es una síntesis química por medio de la cual se une un alcano ramificado al doble enlace de un alqueno, extraído del craking o segunda destilación. Al resultado de la síntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto constituido por componentes isoparafínicos. Su objetivo es producir una fracción cuyas características tanto técnicas (alto octano) como ambientales (bajas presión de vapor y reactividad fotoquímica) la hacen hoy en día, uno de los componentes más importantes de la gasolina reformulada. La alquilación es un proceso catalítico que requiere de un catalizador de naturaleza ácida fuerte, y se utilizan para este propósito ya sea ácido fluorhídrico o ácido sulfúrico.

IsomerizaciónConvierte la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en una cadena ramificada. Se hace sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes. Las parafinas, son hidrocarburos constituidos por cadenas de átomos de carbono asociados a hidrógeno, que poseen una gran variedad de estructuras; cuando la cadena de átomos de carbono es lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto es una isoparafina. Las isoparafinas tienen número de octano superior a las parafinas normales, de tal manera que para mejorar la calidad del producto se utiliza un proceso en el que las parafinas normales se convierten en isoparafinas a través de reacciones de isomerización. La práctica es separar por destilación la corriente de nafta en dos cortes, ligero y pesado; el ligero que corresponde a moléculas de cinco y seis átomos de carbono se alimenta al proceso de isomerización, mientras que el pesado, con moléculas de siete a once átomos de carbono, es la carga al proceso de reformación antes descrito. Las reacciones de isomerización son promovidas por catalizador de platino.

7.- USOS DEL GAS NATURAL

El gas natural se utiliza como combustible y como materia prima en la industria petroquímica. Como combustible se emplea por su gran poder calorífico, por ser su combustión fácilmente regulable y por ser limpia y producir escasa contaminación.

Como materia prima es la más adecuada para la fabricación de amoníaco, y también del metanol (producto que se utiliza en la fabricación de plásticos).

A partir del gas natural se obtienen materias primas de base en la industria petroquímica (etileno, butadieno y propileno).

7.1.- GTL

El gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida. Es la mejor alternativa para monetizar reservas en sitios apartados, donde no es económico llevar el gas al mercado directamente ya sea por gasoducto o por generación de electricidad. El gas natural es transportado como líquido a presión atmosférica y a -161 °C donde la licuefacción reduce en 600 veces el volumen de gas transportado.Razones para licuar el gas natural

El gas natural se transporta generalmente utilizando gasoductos pero, para grandes distancias, resulta más económico usar buques. Para transportarlo así es necesario licuarlo, dado que a la temperatura ambiente y a la presión atmosférica ocupa un volumen considerable. El proceso de licuefacción reduce el volumen del gas natural 600 veces con respecto a su volumen original.

Proceso de licuefacción

Cuando se extrae el gas natural de los yacimientos subterráneos, a menudo contiene otros materiales y componentes que deben ser eliminados antes de que pueda ser licuado para su uso:

Helio por su valor económico y por los problemas que podría producir durante el licuado;

Azufre , corrosivo a equipos dióxido de carbono que se solidifica en las condiciones de licuefacción, Agua , que al enfriar el gas se congelaría formando hielo o bien hidratos que provocarían

bloqueos en el equipo si no se eliminaran; Hidrocarburos pesados , llamados condensado, que pueden congelarse al igual que el

agua y producir bloqueos del equipo y problemas en la combustión del gas.

Proceso de enfriamiento

Para convertir el gas natural en líquido, se enfría el gas tratado hasta aproximadamente -161 °C, que es la temperatura a la cual el metano —su componente principal— se convierte a forma líquida. El proceso de licuefacción es similar al de refrigeración común: Se comprimen los gases refrigerantes produciendo líquidos fríos.Tales como propano, etano / etileno, metano, nitrógeno o mezclas de ellos.Que luego se evaporan a medida que intercambian calor con la corriente de gas natural. De este modo, el gas natural se enfría hasta el punto en que se convierte en líquido. Una vez que el gas ha sido licuado se somete a un proceso de Joule Thompson o expansión con extracción de trabajo para poderlo almacenar a presión atmosférica.

Refinado

El tratamiento que se le aplica al gas natural, consiste en extraerle inicialmente las impurezas como el sulfuro de hidrógeno y humedad, luego por una especie de destilación fraccionada se separan restos de combustibles líquidos y finalmente se recuperan los gases que se comercializan por separado.

Subproductos

El gas natural contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos livianos como el etano y el etileno, y los pesados, como el butano y el propano. El gas que queda, el llamado gas seco, compuesto principalmente por metano, se distribuye a usuarios domésticos e industriales como combustible.Metano: El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehído. También para fabricar plásticos, fármacos y tintes.Etano: Fundamental para la industria petroquímica. Eteno o Etileno: Se produce comercialmente mediante la destilación fraccionada del gas natural. Es muy reactivo y forma fácilmente numerosos productos como el bromoetano, el etilenglicol y el polietileno. En agricultura se utiliza como colorante y agente madurador de muchas frutas.Propano: Utilizado como combustible industrial y doméstico, el propano se separa de sus compuestos afines: el butano, etano y propeno, ya que rebaja la velocidad de evaporación de la mezcla líquida. El propano forma un hidrato sólido a baja temperatura, lo que constituye un inconveniente cuando se produce una obstrucción en las tuberías de gas natural. También se emplea en el llamado GLP, como combustible para motores, como refrigerante, como disolvente a baja temperatura y como fuente de obtención del propeno y etileno.

Butano: A menudo se les añade propano en la elaboración del GLP. No obstante, la mayoría del n-butano se transforma en butadieno, que se utiliza para fabricar caucho sintético y pinturas de látex.Benceno: El benceno es un disolvente eficaz para ciertos elementos como el azufre, el fósforo y el yodo, también para gomas, ceras, grasas y resinas, y para los productos orgánicos más simples. Es uno de los disolventes más empleados en los laboratorios de química orgánica. Son conocidos sus efectos cancerígenos, y puede resultar venenoso si se inhala en grandes cantidades. A partir del benceno se obtienen numerosos compuestos, como el nitrobenceno. También es empleado en la producción de medicinas y de otros derivados importantes como la anilina y el fenol.Ciclohexano: Se usa principalmente como disolvente para pinturas, resinas, barnices y aceites, así como intermedio en la fabricación de otros productos químicos industriales y fibras de nailon.

7.2.- PETROQUÍMICAIndustria PetroquímicaLa industria petroquímica obtiene compuestos o sustancias químicas derivados del gas natural y el petróleo.La petroquímica emplea, como materia prima, todas las clases de hidrocarburos.La mayor parte de los productos utilizan como materia prima a los hidrocarburos C1-C4 (metano, etano, propano, butano). Estos gases forman parte del gas natural, principal fuente de los productos petroquímicos, y pueden además ser obtenidos de los gases de refino.Otra importante fuente de materia prima, son los hidrocarburos aromáticos que se obtienen por reformado catalítico mediante la transformación de los hidrocarburos no aromáticos a aromáticos a través de deshidrogenación y ciclación.

Procesos petroquímicosDel petróleo se obtienen determinados compuestos, que son la base de diversas cadenas productivas, las cuales determinan una amplia gama de productos denominados petroquímicos, que se utilizan en las industrias de fertilizantes, plásticos, alimentaria, farmacéutica, química y textil, entre otras. Las principales cadenas petroquímicas son las del gas natural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y la de los aromáticos.A partir del gas natural (metano) se produce el gas de síntesis que permite la producción a gran escala de hidrógeno, haciendo posible la producción posterior de amoniaco por su reacción con nitrógeno, y de metanol, materia prima en la producción de metil-terbutil-éter, entre otros compuestos.

Productos procedentes del metanoEl metano constituye el mayor componente del gas natural, y la fuente de anhídrido amónico líquido que se utiliza como fertilizante o se transforma en otros productos petroquímicos.

Oxidado produce ácido nítrico, que con amoníaco produce nitrato amónico, de uso como fertilizante y fabricación de explosivos. El amoníaco en reacción con el ácido sulfúrico produce sulfato amónico, fertilizante. La urea se emplea como fertilizante y como producto intermedio para plásticos, adhesivos, etc; generándose de la reacción del amoníaco con el dióxido de carbono.El alcohol metílico o metanol es un importante derivado petroquímico del metano, muy utilizado para la fabricación de formaldehído o para su adición a las naftas. El alcohol isobutílico es un subproducto de la síntesis del metanol.El negro de humo se obtiene desde el metano por combustión controlada del gas natural.

Del etileno se producen un gran número de derivados, como las diferentes clases de polietileno, cloruro de vinilo, compuestos clorados, óxidos de etileno, monómeros de estireno, entre otros, que tienen aplicación en plásticos, recubrimientos, moldes, etc.Productos procedentes etano-etilenoEl etano es importante tanto como materia prima como fuente del etileno por craqueo térmico. El etileno constituye una importante materia prima de la petroquímica, pudiéndose obtener más de 100 productos a partir de él. El polietileno, procedente de la polimerización del etileno, es el más conocido dado su empleo entre los productos provenientes del etileno. El óxido de etileno se obtiene por oxidación directa, y éste se transforma en etilenglicol, etanolaminas, acrilonitrilo, etc.El alcohol etílico o etanol se obtiene por hidratación catalítica del etileno o por absorción de etileno en ácido sulfúrico, produciendo una mezcla de sulfatos de etilo que se hidroliza para dar alcohol etílico. Es empleada como anticongelante, como solvente y agente de extracción; constituyendo la materia prima para el acetaldehído.El etlbenceno, obtenido por reacción del etileno y benceno, se emplea para la producción de estireno, que constituye la base de la industria del caucho sintético y del poliestireno. Cloruro de etileno y dicloruro de etileno son otros importantes productos petroquímicos procedentes del etileno.

Del propileno se producen compuestos como alcohol isopropílico, polipropileno y acrilonitrilo, que tienen gran aplicación en la  industria de solventes, pinturas y fibras sintéticas.Productos procedentes propano-propilenoEl propano es el hidrocarburo sencillo de cadena más larga, empleado como materia prima en la petroquímica. Se oxida directamente para producir alcohol metílico, formaldehído, acetaldehído, acetona, otros alcoholes y productos oxigenados. La mayor parte del propano se emplea en la conversión a propileno y etileno. El alcohol se transforma en acetona por deshidrogenación. La acetona se utiliza como solvente y también en la manufactura de plásticos. Además el óxido de propileno, tri y tetramonomeros de propileno son productos importantes.La cloración del propileno produce cloruro de alilo, la cual constituye la materia prima para el alcohol alilo, glicerina sintética y resinas epoxídicas. El polipropileno es un importante producto derivado del propileno, de elevado peso molecular.

Por deshidrogenación de butenos, o como subproducto del proceso de fabricación de etileno se obtiene el 1.3-butadieno que es una materia prima fundamental en la industria de los elastómeros, para la fabricación de llantas, sellos, etc.Productos procedentes butano-butilenoEl butano es el mayor componente del G.L.P (gases licuados del petróleo). El isobutano y butilenos son alimentadores para naftas y alquilados. La oxidación de butanos y butilenos producen ácido acético, acetaldehído, metanol, ácido propiónico, ácido butírico, alcohol propílico y alcohol butílico. Por deshidrogenación catalítica el butano se transforma en butileno e isobutilenos. Los n-butilenos son utilizados mayormente para obtener butadieno, componente del caucho sintético. El alcohol butílico proviene de los n-butilenos, siendo empleado para fabricar el solvente metil-etil-cetona.El isobutilom e isopreno se utilizan para obtener el caucho butílico.

Los procesos petroquímicos se encuentran agrupados en cuatro tipos: Tipo I

Efluentes provenientes de procesos en el cual el agua no interviene en los mismos ni se producen en ellos. Son efluentes de refrigeración y lavado de recipientes y material. Estas aguas residuales contienen benceno, tolueno, xileno, ciclohexano, metiletilcetona, paraxileno y agentes aditivos para evitar la corrosión de los equipos.

Tipo IIEfluentes residuales procedentes de procesos en los que el agua interviene como absorbente o diluyente, pero no interviene directamente en la reacción del proceso ni forma parte de él.Estos efluentes pueden contener los siguientes compuestos: acetatos de vinilo, acetileno, acetona, ácido benzoico, benzol, anhídrido ftálico, anhídrido maleico, butadieno, cloruro de vinilo, dicloroetano, dicloroetileno, estireno, etilbenceno, etileno, propileno, formadehído, metanol, metilaminas, óxidos de etileno, percloroetileno.

Tipo IIIEfluentes residuales provenientes de procesos en los cuales las reacciones tienen lugar en fase acuosa, ya sea en soluciones o en emulsiones. Además suele requerirse agua adicional en las fases de purificación o neutralización del producto final. Estos efluentes son los más

contaminados y pueden contener entre otros los siguientes compuestos: acetaldehído, acetato de etilo, ácido acético, ácido acrílico y acrilatos, ácido oxálico, ácido tereftálico, acrilonitrilo, caprolactama, dimetil tereftalato, etilenglicol, fenol y acetona, isopropanol, metacrilato, óxidos de propileno, compuestos oxo y propileno.

Tipo IVEfluentes residuales provenientes de procesos discontinuos, en los que las reacciones se producen en fase líquida y las operaciones básicas que siguen a la reacción principal pueden ser discontinuas o semicontinuas.La transferencia del producto de una etapa a otra puede tener lugar por gravedad, por métodos manuales o sistemas de bombeo.Estos efluentes pueden contener entre otros los siguientes compuestos: sustancias plastificantes, ácidos grasos, ácidos cítricos, etc.

Una cadena fundamental en la industria petroquímica se basa en los aromáticos (benceno, tolueno y xilenos). El benceno es la base de producción de ciclohexano y de la industria del nylon; así como del cumeno para la producción industrial de acetona y fenol. Los xilenos son el inicio de diversas cadenas petroquímicas, principalmente las de las fibras sintéticas.Los productos petroquímicos y los hidrocarburos fundamentales que se derivan son:

De acuerdo a su composición química y estructura, los grupos de productos petroquímicos son tres:1) Petroquímicos alifáticosSon compuestos orgánicos con una cadena abierta de átomos de carbono, que puede ser lineal o ramificada, saturada o no saturada.Los productos más importantes de este grupo de petroquímicos son: ácido acético, anhídrido acético, acetona, butadieno, alcohol etílico, cloruro etilíco, dicloruro de etileno, etilenglicol, etileno, formaldehído, alcohol isopropílico, alcohol metílico y propileno.

2) Petroquímicos aromáticosSon compuestos orgánicos que contienen o se derivan de un anillo bencénico, cadena cerrada.Los productos más importantes de este grupo petroquímico son: benceno, tolueno, xileno (B,T, X), fenol y estireno.3) Petroquímicos inorgánicosLos productos más importantes de este grupo son: azufre, amoníaco y los derivados tales como ácido nítrico, nitrato amónico, sulfato amónico, urea y negro de humo.Los alifáticos son los productos petroquímicos más importantes en volumen, más del 60% del total, los aromáticos son los de menor volumen y los inorgánicos los de menor valor económico.La mayor parte de los productos utilizan como materia prima a los hidrocarburos C1-C4 (metano, etano, propano, butano). Estos gases forman parte del gas natural, principal fuente de los productos petroquímicos, y pueden además ser obtenidos de los gases de refino.Otra importante fuente de materia prima, son los hidrocarburos aromáticos que se obtienen por reformado catalítico mediante la transformación de los hidrocarburos no aromáticos a aromáticos a través de deshidrogenación y ciclación.Muchos productos petroquímicos pueden ser obtenidos a partir de más de un hidrocarburo. El acetaldehído se puede obtener desde el metano (vía acetileno), desde el etano (a través de deshidrogenación u oxidación de alcohol etílico) y desde el propano-butano (vía oxidación).

8.- TRATAMIENTOSEl tratamiento que se le aplica al gas natural, consiste en extraerle inicialmente las impurezas como el sulfuro de hidrógeno y humedad, luego por una especie de destilación fraccionada se separan restos de combustibles líquidos y finalmente se recuperan los gases que se comercializan por separado.Procesamiento de Gas NaturalEl gas natural está constituido principalmente por metano con proporciones variables de otros hidrocarburos (etano, propano, butanos, pentanos y gasolina natural) y de contaminantes diversos. El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y ácido sulfhídrico)Los que reducen el poder calorífico (dióxido de carbono y nitrógeno) Los que forman depósitos sólidos a bajas temperaturas (nuevamente agua y dióxido de carbono), para después separar los hidrocarburos más pesados que el metano, que constituyen materias primas básicas para la industria petroquímica.Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son: La deshidratación (eliminación de agua, usualmente con adsorbentes sólidos, como alúmina o mallas moleculares)El endulzamiento (eliminación de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono con soluciones absorbentes) La recuperación criogénica de etano e hidrocarburos más pesados (condensación de estos componentes a bajas temperaturas, del orden de 100oC, y destilación fraccionada de los líquidos condensados). Otras etapas complementarias son el fraccionamiento de los hidrocarburos recuperados y la conversión del ácido sulfhídrico a azufre.

9.- RECUPERACION DE GASES

Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO2) o porque pueden depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de ebullición. Si el gas fuese criogénicamente licuado para su almacenamiento, el dióxido de carbono (CO2) solidificaría interfiriendo con el proceso criogénico. El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural. El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida.