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Refinación del petróleo

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Refinería de petróleo en Irán

El refinado del petróleo es un proceso que incluye el fraccionamiento y transformaciones químicas del petróleo para producir derivados comerciales.

De acuerdo con este objetivo, en general estos procesos se realizan juntos en una refinería. La refinería es donde se trata el petróleo para extraer fracciones comerciales.

El petróleo es una mezcla de diferentes hidrocarburos, que debe someterse a una serie de diferentes tratamientos para poder ser utilizada en los motores de combustión y en las diversas ramas de la industria. Muy a menudo, la calidad del crudo es altamente dependiente de su origen. De acuerdo a su origen, color, viscosidad, su contenido de azufre, el punto de fluidez o su contenido de minerales . Por lo tanto, las refinerías tienen en cuenta estos factores.

Una refinería debe ser diseñada para manejar una amplia gama de crudos. Hay también refinerías diseñadas para procesar solamente un único crudo, pero estos son casos especiales donde el recurso bruto estimado es muy importante.

Hay refinerías simples y complejas. Las refinerías simples consisten en solo unas pocas unidades de procesamiento, mientras que las refinerías complejas tienen muchas más.

En los países que disponen de ellas, las refinerías se instalan preferentemente en las costas, para ahorrar gastos de transporte y de construcción de oleoductos.

Según el lugar donde se encuentre la refinería, así como también la naturaleza del petróleo bruto procesado (por ejemplo crudo BTS o HTS, aromático o crudo nafténico ), la finalidad y estructura de la refinería es diferente; así como también según las posibles necesidades locales, la refinería puede ser muy simple o muy compleja. A menudo, en Europa, en Estados Unidos y en general en áreas en las que las necesidades de combustible son altas, la estructura de las refinerías es compleja. Por el contrario, en los países en desarrollo, esta estructura es bastante simple.

El crudo, una vez llegado a la refinería, se almacena en grandes depósitos. En general, el crudo se almacena según su contenido en azufre, el de bajo contenido (BTS) se almacena separado del alto contenido de azufre (HTS). Igual ocurre en el tratamiento. De acuerdo con la demanda del mercado, se trata primero el BTS en un ciclo antes de tratar un ciclo de HTS para evitar la contaminación de los productos de BTS por los de HTS. Si es el caso contrario, los productos pasadas unas pocas horas desde que son procesados, en su caso, se dirigen a los contenedores de productos HTS para su reprocesamiento.

Historia

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Los antiguos chinos fueron una de las primeras civilizaciones en refinar petróleo.[1] Ya en el siglo I, los chinos refinaban petróleo crudo para usarlo como fuente de energía.[2][1] Entre 512 y 518, a finales de la dinastía Wei del Norte, el geógrafo, escritor y político chino Li Daoyuan introdujo el proceso de refinación del petróleo para obtener diversos lubricantes en su famosa obra Comentario sobre el Clásico del Agua.[3][2][1]

El petróleo crudo era frecuentemente destilado por alquimistas persas, con descripciones claras en manuales como los de Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (c. 865–925).[4] Las calles de Bagdad estaban pavimentadas con alquitrán, derivado del petróleo que se extraía de los yacimientos naturales de la región. En el siglo IX, se explotaron yacimientos petrolíferos en el área que rodea la actual Bakú, Azerbaiyán. Estos yacimientos fueron descritos por el geógrafo árabe Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī en el siglo X, y por Marco Polo en el siglo XIII, quien describió la producción de esos pozos como la de cientos de barcos.[5] Los químicos árabes y persas también destilaban petróleo crudo para producir productos inflamables con fines militares. A través del Al-Andalus, la destilación se extendió a Europa Occidental en el siglo XII.[6]

Durante la dinastía Song del Norte (960-1127), se estableció en la ciudad de Kaifeng un taller llamado «Taller de Aceite Feroz» para producir aceite refinado para el ejército Song como arma. Las tropas llenaban latas de hierro con aceite refinado y las arrojaban contra las tropas enemigas, provocando un incendio; en efecto, fue la primera «bomba incendiaria» del mundo. El taller fue una de las primeras refinerías de petróleo del mundo, donde miles de personas trabajaban para producir armamento chino impulsado por petróleo.[7]

Antes del siglo XIX, el petróleo era conocido y utilizado de diversas maneras en Babilonia, Egipto, China, Filipinas, Roma y Azerbaiyán. Sin embargo, se considera que la historia moderna de la industria petrolera comenzó en 1846, cuando Abraham Gesner de Nova Scotia, Canadá, ideó un proceso para producir queroseno a partir del carbón. Poco después, en 1854, Ignacy Łukasiewicz comenzó a producir queroseno a partir de pozos petrolíferos excavados a mano cerca de la ciudad de Krosno, Polonia.[cita requerida]

Rumania está acreditada como el primer país en las estadísticas mundiales de producción de petróleo, según la Academia de Récords Mundiales. [8][9][10]

En Norteamérica, James Miller Williams perforó el primer pozo petrolífero en 1858 en Oil Springs, Canadá.[11] En Estados Unidos, la industria petrolera comenzó en 1859 cuando Edwin Drake encontró petróleo cerca de Titusville, Pennsylvania.[12] La industria creció lentamente durante el siglo XIX, produciendo principalmente queroseno para lámparas de aceite. A principios del siglo XX, la introducción del motor de combustión interna y su uso en automóviles creó un mercado para la gasolina que impulsó un crecimiento bastante rápido de la industria petrolera. Los primeros hallazgos de petróleo, como los de Ontario y Pensilvania, pronto fueron superados por los grandes booms petroleros de Oklahoma, Texas y California.[13]

Samuel Kier fundó la primera refinería de petróleo de Estados Unidos en Pittsburgh, en la Séptima Avenida, cerca de Grant Street, en 1853.[14] El farmacéutico e inventor polaco Ignacy Łukasiewicz fundó una refinería de petróleo en Jasło, entonces parte del Imperio austrohúngaro (actualmente en Polonia), en 1854.[cita requerida]

La primera gran refinería abrió sus puertas en Ploiești, Rumania, entre 1856 y 1857.[9] Fue en Ploiești donde, 51 años después, en 1908, Lazăr Edeleanu —un químico rumano de origen judío que había obtenido su doctorado en 1887 al descubrir la anfetamina—, inventó, patentó y probó a escala industrial el primer método moderno de destilación líquida, el proceso Edeleanu. Este proceso, utilizado para la extracción y refinado de petróleo crudo, aumentó la eficiencia de la refinación en comparación con la destilación fraccionada convencional y permitió un desarrollo masivo de las refinerías. El proceso se implementó sucesivamente en Francia, Alemania y Estados Unidos, y en pocas décadas se extendió por todo el mundo. En 1910, Edeleanu fundó en Alemania la «Allgemeine Gesellschaft für Chemische Industrie», que, debido al éxito del nombre, pasó a llamarse Edeleanu GmbH en 1930. Durante la época del régimen nazi, la empresa fue adquirida por Deutsche Erdöl-AG y Edeleanu, de origen judío, y regresó a Rumania. Tras la guerra, la empresa sucesora, EDELEANU Gesellschaft mbH Alzenau (RWE), utilizó la marca registrada para diversos productos petrolíferos, y posteriormente se integró como EDL en el Grupo Pörner. Las refinerías de Ploiești, tras ser ocupadas por la Alemania nazi, fueron bombardeadas en 1943 durante la Operación Maremoto, llevada a cabo por los Aliados en el marco de la Campaña del Petróleo de la Segunda Guerra Mundial.

Otra candidata a haber sido la refinería de petróleo más antigua del mundo está en Salzbergen, en Baja Sajonia, Alemania. La refinería de Salzbergen se inauguró en 1860.[cita requerida]

En un momento dado, se afirmó que la refinería de Ras Tanura, en Arabia Saudita, propiedad de Saudi Aramco, era la mayor refinería de petróleo del mundo. Durante la mayor parte del siglo XX, la refinería más grande fue la refinería de Abadán, en Irán. Esta refinería sufrió graves daños durante la guerra Irán-Irak. Desde el 25 de diciembre de 2008, el complejo de refinerías más grande del mundo es el Complejo de Refinerías de Jamnagar, que consta de dos refinerías contiguas operadas por Reliance Industries Limited en Jamnagar, India, con una capacidad de producción combinada de 197 000 m³/d.[cita requerida]

Antes de la Segunda Guerra Mundial, a principios de la década de 1940, la mayoría de las refinerías de petróleo en Estados Unidos consistían simplemente en unidades de destilación de crudo (a menudo denominadas unidades de destilación atmosférica de crudo). Algunas refinerías también contaban con unidades de destilación al vacío, así como con unidades de craqueo térmico, como los viscorreductores (unidades para reducir la viscosidad del petróleo). Todos los demás procesos de refinación que se describen a continuación se desarrollaron durante la guerra o pocos años después. Estuvieron disponibles comercialmente entre 5 y 10 años después del fin de la guerra, y la industria petrolera mundial experimentó un crecimiento muy rápido. El principal motor de este crecimiento tecnológico, así como del número y tamaño de las refinerías a nivel mundial, fue la creciente demanda de gasolina para automóviles y combustible para aeronaves.[cita requerida]

En Estados Unidos, por diversas y complejas razones económicas y políticas, la construcción de nuevas refinerías prácticamente se detuvo alrededor de la década de 1980. Sin embargo, muchas de las refinerías existentes en Estados Unidos han modernizado muchas de sus unidades o construido unidades adicionales para: aumentar su capacidad de procesamiento de crudo, incrementar el octanaje de su gasolina, reducir el contenido de azufre de su diésel y combustibles para calefacción doméstica para cumplir con las regulaciones ambientales y cumplir con los requisitos ambientales en materia de contaminación del aire y del agua.

Refineria de Baton Rouge (sexta mayor de Estados Unidos)[15]

Estructura de una refinería

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En las refinerías se transforma al petróleo que está compuesto por miles de hidrocarburos en fracciones, de composición y propiedades aproximadamente constantes, que destilan entre dos temperaturas prefijadas. Las refinerías tienen diferentes complejidades según las distintas plantas instaladas. Sus productos principales son naftas, querosenos, gas oils, diésel y fuel oil.

Plantas en una destilería (refinería) de petróleo

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Diagrama de una refinería

Una destilería debe estar diseñada para tratar una gama bastante amplia de petróleos. En aquellos lugares donde las reservas estimadas de crudo se proyectan similares en calidad, las refinerías son concebidas para tratar solamente ese tipo de crudo. Existen refinerías simples (con algunas unidades de procesamiento) y complejas (con un gran número de unidades).

  • Destilación al vacío del residuo de topping
  • Unidades de hidrodesulfuración (eliminación del azufre) de GLPs, Naftas, Kerosene y Gas oil para permitir la posterior reformación
  • Unidad de Isomerización de naftas livianas en isoparafinas de alto índice de octano
  • Tratamiento con sosa cáustica de nafta o kerosene (unidad Merox)
  • Unidad de reformado de naftas pesadas de bajo octanaje en hidrocarburos aromáticos de alto índice de octano
  • La planta de MTBE produce un aditivo para incrementar el octanaje de la nafta sin plomo
  • Alquilación que produce livianos con un número de octanos superior
  • Hidrocraqueo de gas oil resultante de la Unidad de Vacío (en presencia de hidrógeno y de un catalizador) en gasoil de mayor valor añadido.
  • Coquización para reducir los excedentes de fuel oil pesado de bajo valor dejando un carbono casi puro, denominado coque.
  • Planta de Hidrógeno para los procesos de hidrodesulfuración e hidrocraqueo

Tipos de crudo

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Existen diferentes tipos de crudos en función de sus componentes principales y de su contenido en azufre:

  • nafténicos,
  • aromáticos,
  • de muy bajo contenido en azufre, SELV
  • de bajo contenido en azufre, BTS
  • de contenido medio en azufre, MTS
  • de alto contenido en azufre, HTS
  • de muy alto contenido en azufre Thts

Las refinerías (las unidades de procesamiento) no siempre son apropiadas para el tratamiento de todos estos crudos porque según su construcción, no todas están diseñadas para abarcar toda la gama de crudos.

Véase también

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Referencias

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  1. 1 2 3 Deng y Wang, 2011, p. 40.
  2. 1 2 Spataru, Catalina (2017). Whole Energy System Dynamics: Theory, Modelling and Policy. Routledge. ISBN 978-1-138-79990-5.
  3. ↑ Feng, Lianyong; Hu, Yan; Hall, Charles A. S; Wang, Jianliang (2013). The Chinese Oil Industry: History and Future. Springer (publicado el November 28, 2012). p. 2. ISBN 978-1-4419-9409-7.
  4. ↑ Forbes, Robert James (1958). Studies in Early Petroleum History. Brill Publishers. p. 149. Archivado desde el original el 15 de marzo de 2020. Consultado el 25 de abril de 2019.
  5. ↑ Al-Hassani, Salim (2008). «1000 Years of Missing Industrial History». En Emilia Calvo Labarta; Mercè Comes Maymo; Roser Puig Aguilar et al., eds. A shared legacy: Islamic science East and West. Edicions Universitat Barcelona. pp. 57–82 [63]. ISBN 978-84-475-3285-8.
  6. ↑ Joseph P. Riva Jr.; Gordon I. Atwater. «petroleum». Encyclopædia Britannica. Archivado desde el original el 19 de junio de 2008. Consultado el 30 de junio de 2008.
  7. ↑ Deng y Wang, 2011, p. 41.
  8. ↑ Ver en: Academy Of World Records.
  9. 1 2 Holsten, Glenn; Danner, Blythe; Zielinski, William; Davidson, Tina (2002). Scenes from Modern Life: World Events: 1844–1856. PBS. ISBN 0-9718412-0-9. Archivado desde el original el 5 de julio de 2017. Consultado el 22 de abril de 2009.
  10. ↑ Ion, Iulian; Mihalcea, Alexandru; Näffureanu, Sabin D. (3 de abril de 2019). «Beyond the Looking Glass: A YP's Guide to the Romanian Petroleum Industry». The Way Ahead. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2022. Consultado el 21 de agosto de 2022.
  11. ↑ Habashi, Fathi (2000). «The First Oil Well in the World». Bulletin for the History of Chemistry 25: 64-66. doi:10.70359/bhc2000v025p064. Archivado desde el original el 5 de noviembre de 2018. Consultado el 4 de noviembre de 2018.
  12. ↑ Fowler, T. M.; Moyer, James B. (1896). «Titusville, Pennsylvania 1896.». Library of Congress. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2022. Consultado el 16 de julio de 2017.
  13. ↑ Black, Brian (2000). Petrolia: the landscape of America's first oil boom. Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-6317-2.
  14. ↑ American Manufacturer and Iron World (1901). Greater Pittsburgh and Allegheny County, past, present, future. Pittsburgh. OCLC 665191640.
  15. ↑ «Refining crude oil – refinery rankings». United States Energy Information Administration. 1 de enero de 2022. Archivado desde el original el 11 de julio de 2022. Consultado el 17 de agosto de 2022.

Enlaces externos

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