Destilación Fraccionada del Petroleo
PRESENTACIÓN
El
petróleo es un compuesto químico complejo en el que coexisten partes sólidas,
líquidas y gaseosas; lo forman, por una parte, unos compuestos denominados
hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y, por otra, pequeñas
proporciones de nitrógeno, azufre,oxígeno y algunos metales. Se presenta de
forma natural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares en los que
hubo mar.
El origen del petróleo está relacionado con
las grandes cantidades de compuestos orgánicos que son depositados actualmente
y de manera continua en las cuencas sedimentarias en el mundo. Los restos de
organismos microscópicos contienen carbono e hidrógeno en cantidades
abundantes, los cuales constituyen los elementos fundamentales del petróleo.
1.
Origen del Petróleo
El origen del petróleo es todavía tema de debate entre los
científicos. Si bien la hipótesis más aceptada es la que le atribuye un origen
orgánico, hay otras opciones para explicar su origen.
1.1.Hipótesis
inorgánica (de Mendelejeff)
Esta hipótesis sostiene que el petróleo se originó por la
acción del agua sobre acetiluros metálicos con producción de metano y
acetileno. La presión y la temperatura originaron luego otras reacciones y
polimerizaciones formando los otros componentes del petróleo. Diversas
informaciones de origen geológico (en los yacimientos de petróleo se han
hallado siempre restos fósiles de animales y vegetales) han hecho que esta
teoría fuera casi abandonada.
1.2.Hipótesis
orgánica-vegetal (de Kramer) y orgánica animal (de Engler)
Según estas teorías, el petróleo se formó por descomposición
lenta a presión elevada y al abrigo de grandes depósitos de algas marinas
(hipótesis vegetal) o de restos de pequeños animales (hipótesis animal),
ayudados por el calor que esa gran presión originó. La teoría se basa en que
durante la era terciaria, en el fondo de los mares se acumularon restos de
peces, invertebrados y de algas, quedando sepultados por la arena y las
arcillas sedimentadas. Las descomposiciones, provocadas por microorganismos,
acentuadas por altas presiones y elevadas temperaturas posteriores, dieron
origen a hidrocarburos. Al comenzar la era cuaternaria los movimientos orgánicos
convulsionaron la corteza terrestre y configuraron nuevas montañas, la
cordillera de los andes entre ellas. Los estratos sedimentarios se plegaron y
el petróleo migró a través de las rocas porosas, como las areniscas, hasta ser
detenido por anticlinales (pliegues con forma de A) y por fallas que
interrumpieron la continuidad de los estratos. El petróleo ocupa los
intersticios de rocas sedimentarias muy porosas, acompañado habitualmente de
gas natural y de agua salada.
2.
La Destilación
Es la operación fundamental para el refino
del petróleo. Su objetivo es conseguir, mediante calor, separar los diversos
componentes del crudo. Cuando el crudo llega a la refinería es sometido a un
proceso denominado “destilación fraccionada”.
3.
Destilación Fraccionada
El petróleo natural no se usa como se
extrae de la naturaleza si no que se separa en mezclas más simples de
hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como
Destilación Fraccionada.
Existen
varios sistemas de destilación:
En las torres de destilación atmosférica,
el crudo desalinizado se precalienta utilizando calor recuperado del proceso.
Después pasa a un calentador de carga de crudo de caldeo directo, y desde allí
a la columna de destilación vertical, justo por encima del fondo, a presiones
ligeramente superiores a la atmosférica y a temperaturas comprendidas entre 343
°C y 371 °C, para evitar el craqueo térmico que se produciría a temperaturas
superiores. Las fracciones ligeras (de bajo punto de ebullición) se difunden en
la parte superior de la torre, de donde son extraídas continuamente y enviadas
a otras unidades para su ulterior proceso, tratamiento, mezcla y distribución.
Las
fracciones con los puntos de ebullición más bajos
(el gas combustible y la nafta ligera) se extraen de la parte superior de la
torre por una tubería en forma de vapores. La nafta, o gasolina de destilación
directa, se toma de la sección superior de la torre como corriente de productos
de evaporación. Tales productos se utilizan como cargas petroquímicas y de
reforma, material para mezclas degasolina, disolventes y GLP.
Las
fracciones del rango de ebullición intermedio
(gasóleo, nafta pesada y destilados) se extraen de la sección intermedia de la
torre como corrientes laterales y se envían a las operaciones de acabado para
su empleo como queroseno, gasóleo,diésel, fuel, combustible para aviones de
reacción, material de craqueo catalítico y productos para mezclas. Algunas de
estas fracciones líquidas se separan de sus residuos ligeros, que se devuelven
a la torre como corrientes de reflujo descendentes.
Las
fracciones pesadas, de alto punto de ebullición
(denominadas residuos o crudo reducido), que se condensan o permanecen en el
fondo de la torre, se utilizan como fuel, para fabricar betún o como carga de
craqueo, o bien se conducen a un calentador y a la torre de destilación al
vacío para su ulterior fraccionamiento.
Las torres de destilación al vacío
proporcionan la presión reducida necesaria para evitar el craqueo térmico al
destilar el residuo, o crudo reducido, que llega de la torre atmosférica a
mayores temperaturas. Los diseños internos de algunas torres de vacío se
diferencian de los de las torres atmosféricas en que en lugar de platos se
utiliza relleno al azar y pastillas separadoras de partículas aéreas. A veces
se emplean también torres de mayor diámetro para reducir las velocidades.
En la torre de vacío se obtienen sólo dos
fracciones, una de destilados y otra de residuos; de acuerdo al tipo de crudo
que se esté procesando, la primera fracción es la que contiene los hidrocarburos
que constituyen los aceites lubricante y las parafinas, y los residuos son los
que tienen los asfaltos y el combustóleo pesado.
El cuadro describe aproximadamente el
número de átomos de carbono que contienen las diferentes fracciones.
Fracción
|
Núm. De Átomos de C por Molécula
|
Gas
Incondensable
|
C1-C2
|
Gas Licuado (GLP)
|
C3-C4
|
Gasolina
|
C5-C9
|
Kerosina
|
C10-C14
|
Gasóleo
|
C15-C23
|
Lubricantes y
parafinas
|
C20-C35
|
Combustóleo
pesado
|
C25-C35
|
Asfaltos
|
>C39
|
o
Gasolina motor corriente y
extra: Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre
otros usos.
o
Turbocombustible: (turbosina)
Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-K
o
Gasolina de aviación: Para uso
en aviones con motores de combustión interna.
o
ACPM o Diésel: De uso común en
camiones y buses.
o
Kerosene: Se utiliza en estufas
domésticas y en equipos industriales.
o
Cocinol: Especie de gasolina
para consumos domésticos. Su producción es mínima.
o
Gas propano o GLP: Se utiliza
como combustible doméstico e industrial.
o
Bencina industrial: Se usa como
materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible
doméstico.
o
Combustóleo o Fuel Oíl: Es un
combustible pesado para homos y calderas industriales
o
Disolventes alifáticos: Sirven
para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la
producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas,
formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y
para limpieza en general.
o
Asfaltos: Se utilizan para la
producción de asfalto y como material sellante en la industria de la
construcción.
o Otros:
El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho,
fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre
otros usos.
CONCLUSIÓN
La destilación es un método de separación
de mezclas y es el más útil para purificar líquidos. Es decir; es un proceso
que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles
pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar
dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación.
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