El
petróleo es una mezcla de productos que para poder ser utilizado en las
diferentes industrias y en los motores de combustión debe sufrir una serie de
tratamientos diversos. Muy a menudo la calidad de un petróleo crudo depende en
gran medida de su origen. En función de dicho origen sus características
varían: color, viscosidad, contenido. Por ello, el crudo a pie de pozo no puede
ser utilizado tal cual. Se hace, por tanto, indispensable la utilización de
diferentes procesos de tratamiento y transformación para la obtención del mayor
número de productos de alto valor comercial. El conjunto de estos tratamientos
constituyen el proceso de refino o refinación del petróleo.
Destilación fraccionada del petróleo
Diagrama
de una torre de destilación
El
petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa
en mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos. A ese
proceso se le conoce como destilación fraccionada.
El petróleo natural hirviente (a unos 400 grados Celsius) se introduce a la
parte baja de la torre de destilación o fraccionamiento; las sustancias más volátiles
que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior,
donde se enfrían y se condensan, mientras que las fracciones más pesadas quedan
en las zonas inferiores. De este proceso se obtienen las siguientes fracciones:
- Gases:metano, etano ygases licuados de petróleo.
- Nafta, ligroína o éter de petróleo
- Gasolina
- Queroseno
- Gaseoso
- Fuelóleo
- Aceites lubricantes
- Asfalto
- Alquitrán
Refinería
en Batón Rouge
La industria petroquímica elabora
a partir del petróleo varios productos derivados, además de combustibles, como plásticos,
derivados del etileno, pesticidas, herbicidas, fertilizantes o
fibras sintéticas.
Métodos de mejoramiento de octanaje
Para
incrementar el octabaje de
naftas y gasolinas se utilizan los siguientes métodos:
ü Reformación.
Es
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 reformación 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).
ü Reformado
catalítico (sin aditivos antidetonantes).
En
el reformado catalítico se
deshidrogenan alcanos tanto de cadena abierta como cíclicos para obtener
aromáticos, principalmente benceno, tolueno, y xilenos y ,
empleando catalizadores de platino.
En la reformación catalítica el número de átomos de carbono de los
constituyentes de la carga no varía. Es posible convertir ciclohexanos
sustituidos en bencenos sustituidos; parafinas lineales como el n-heptano se
convierten en tolueno y también los ciclopentanos sustituidos pueden
convertirse en aromáticos. La reformación catalítica es una reacción a través de
iones carbono.
ü Alquilación
Proceso
para la producción de un componente de gasolinas de alto OCTONAJE 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.
ü Isomerización
La isomerización convierte
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.
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