clasificacion de refinerias
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Para clasificar una refinería debe estudiarse el esquema
de refino que posee.
Se denomina “ESQUEMA DE REFINO” al conjunto de
procesos que constituyen una Refinería de Petróleo. El
Esquema de Refino puede variar de unas refinerías a
otras en función de:
Tipo de crudo o crudos a tratar.
• Especificaciones requeridas por el mercado.
• Demanda de los productos.
• Tecnología disponible.
• Flexibilidad requerida (estacionalidad, futuro, etc.)
En la relación de un esquema de refino se han de
tener en consideración todas estas variables de
una forma económica, es decir que el conjunto de
costes de:
• Materias primas (crudo fundamentalmente).
• Inversión (coste fijo).
• Energías (coste variable: EE, agua, etc.).
• Otros costes operatorios.
PROCESOS DE REFINO
• Separación por destilación: Separación mediante
calor, de los diversos componentes del crudo.
• Conversión:Transformación de los productos
intermedios de cara a adecuar la producción a la
demanda existente y/o mejorar sus propiedades.
• Purificación: Eliminación o transformación de los
compuestos (agua, sal, azufre...).
• Mezclado o Blending: Mezclado de productos
intermedios de cara a obtener los productos
finales especificados.
ESQUEMAS DE REFINO
Los se suelen clasificar en función de su
capacidad de conversión o reducción de
residuo (Fuelóleos) transformándolos en
destilados más ligeros (gasolinas,
gasóleos):
• Topping
• Hydroskimming
• Refinería con Conversión)
• Refinería con Conversión Profunda
TOPPING
Las refinerías con unidades de destilación atmosférica o topping sólo
realizan la destilación del crudo y ciertas operaciones de apoyo
esenciales. No tienen capacidad de modificar el patrón de rendimiento
natural de los petróleos crudos que procesan.
Sólo realizan el fraccionamiento del crudo en gas liviano y combustible de
refinería, nafta (punto de ebullición de la gasolina), destilados
(queroseno, combustible pesado, diésel y combustible de calefacción)
y el aceite combustible residual o pesado.
Una parte de nafta puede ser apropiada en algunos casos para la
gasolina con índices de octano muy bajos.
Las refinerías con unidades de destilación atmosférica no disponen de
instalaciones para el control de los niveles de azufre del producto y,
por ende, no pueden producir ULSF.
HYDROSKIMMING
La Refinería “Hydroskimming”, es la más simple y se
limita a destilar el crudo y tratar los productos así
obtenidos para que cumplan con las especificaciones
exigidas.
Este esquema es el más antiguo y se adaptaba a un
mercado con alta demanda de fuelóleos y
especificaciones poco rigurosas.
Hoy en día tienden a desaparecer y su existencia se
justifica en situaciones especiales.
Las refinerías con esquema de hydroskimming, comunes
en las regiones con una alta demanda de gasolina, no
tienen la capacidad de alterar los patrones de
rendimiento natural de los crudos que procesan.
.
Las refinerías con esquema de hydroskimming no sólo incluyen la
destilación del crudo y los servicios de apoyo, sino también el
reformado catalítico, diferentes unidades de hidrotratamiento y
mezcla de productos.
Estos procesos permiten
(1) convertir la nafta en gasolina
(2) controlar el contenido de azufre de los productos refinados.
El reformado catalítico convierte la nafta de destilación directa de
modo que cumpla con las especificaciones de índices de octano de
la gasolina y elabora subproductos del hidrógeno para las unidades
de hidrotratamiento.
Las unidades de hidrotratamiento extraen el azufre de los productos
livianos (incluida la gasolina y para cumplir con las especificaciones
del producto y/o permitir el procesamiento de crudos con mayor
contenido de azufre
REFINERÍAS DE CONVERSIÓN
Las refinerías de conversión (o craqueo) incluyen no sólo todos los
procesos presentes en las refinerías con esquema de
hydroskimming, sino también, y lo que es más importante, el
craqueo catalítico y/o hidrocraqueo.
Estos dos procesos de conversión transforman las fracciones de
petróleo crudo pesado (principalmente gasóleo), las cuales tienen
altos rendimientos naturales en la mayoría de los petróleos crudos,
en flujos de refinación liviana que se añaden a la gasolina,
combustible pesado, diésel y materias primas de petroquímicos.
Las refinerías de conversión tienen la capacidad de mejorar los
patrones de rendimiento natural de los crudos que procesan, según
lo necesario para satisfacer las demandas de mercado de
productos livianos.
Sin embargo, éstas aún elaboran (ineludiblemente) productos
pesados, de bajo valor, como el combustible residual y el asfalto.
REFINERÍA DE CONVERSIÓN PROFUNDA
La Refinería de Conversión Profunda es la
última etapa de desarrollo y permite operar
una refinería con producción cero de
Fuelóleos.
Incluye cada uno de los procesos que la
componen que son las citadas anteriormente
más:
Hidrocraqueo, Craqueo catalítico fluidizado (FCC
Fluid Catalytic Cracking), Viscorreducción
(visbreaking), Isomerización, Alquilación,
Craqueo con vapor (steam cracking), Soplado
de bitúmenes, Coquización (coking).
ÍNDICE DE COMPLEJIDAD NELSON
Permite medir la capacidad de conversión de una refinería
de petróleo con relación a la capacidad de destilación
primaria.
Asigna un factor de complejidad a cada parte (planta) de la
refinería de acuerdo a su complejidad y el costo
comparándolo con la destilación de crudo (topping) a
quien se le asigna un factor igual a 1.
La complejidad de cada parte es luego calculada
multiplicando su factor por su relación de carga como
porcentaje de la capacidad de destilación de crudo.
Sumando los valores de complejidad asignados (los
calculados incluyendo la destilación) se determina la
complejidad de la refinería según el índice de
complejidad Nelson.
Este índice no solo indica la inversión necesaria
o el costo de una refinería sino también el
valor agregado potencial.
Por lo tanto, cuanto más grande sea su índice,
mayor será el valor de la refinería y mayor el
valor de sus productos.
CÁLCULO DEL ÍNDICE DE COMPLEJIDAD
Supongamos que para construir una destilación de
crudo se tenga un costo de 1.000 U$S/BSD.
Esto quiere decir que una planta de 50.000 BSD
costaría 50 millones (1.000 U$S/BSD X 50.000
BSD).
Si otra planta cuesta 3.000 U$S/BSD para
construirla, tendría un factor de complejidad de 3.
Cada unidad tiene un factor de complejidad
relacionado con el costo de construcción de la
unidad de destilación.
FACTORES DEL INDICE DE NELSON
•Destilación (Topping): 1.0
•Vacío: 2.0
•Coke: 6.0
•Coke Fluido: 6.0
•Coke retardado: 6.0
•Cracking Térmico: 3.0
•Cracking Catalítico: 6.0
•Reforming Catalítico: 5.0
•Hidrocracking: 6.0
•Hidrogenación Catalítica:
3.0
•Alquilación /
Polimerización: 10.0
•Isomerización: 15.0
•Planta de lubricantes:
60.0
•Planta de asfalto: 1.5
•Planta de hidrógeno
(miles de pies cúbicos
diarios): 1.0
•MTBE / TAME: 10.0
•Visbreaking: 2.5
El índice de complejidad Nelson de una refinería es la
sumatoria de las capacidades de cada planta (barriles
por día) multiplicada por el índice de la tabla anterior
para esa planta y dividida por la capacidad del Topping
(barriles por día).
PERFIL DE OBTENCIÓN
DE PRODUCTOS
GASOLINAS
Cada refinería produce de uno a cuatro grados
de gasolina (diferenciados por su índice de
octano, contenido de azufre y otras
propiedades físicas).
Por lo general, cada grado es una mezcla de seis
a diez componentes de mezcla (producidos en
la refinería o comprados).
Todos los grados se mezclan a partir del mismo
conjunto de componentes de mezcla, pero con
diferentes fórmulas.
DIESEL
Cada refinería produce uno o dos grados de diésel
(que se distinguen principalmente por sus
contenidos de azufre, al igual que por su cantidad
de cetano, densidad y otras propiedades físicas).
Por lo general, cada grado es una mezcla de tres a
cinco componentes de mezcla producidos en la
refinería (y, en algunos lugares, biodiésel
comprado y (en unos pocos casos) diésel
FischerTropsch).
Como sucede con la gasolina, todos los grados de
diésel se mezclan a partir del mismo conjunto de
componentes de mezcla, pero con diferentes
fórmulas.
