Tema N 3 Fundamentos de Petroquimica y Catalisis

 

TEMA N. 3 FUNDAMENTOS DE PETROQUIMICA Y CATALISIS.

 

CADENA TRADICIONAL DEL PETROLEO.

Hasta hace unos años el petróleo era una fuente de materias primas barata y disponible en los mercados internacionales, en la actualidad el mercado internacional presenta un crudo producido en regiones muchas veces conflictivas por la geopolítica y de mayor costo a la venta. El petróleo pasa por dos etapas genéricas en la separación de sus componentes: •

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Refinación petrolera.

Petroquímica de los productos petroleros.

 

REFINACION. La refinación  es un conjunto de procesos de separación de los componentes del petróleo y una refinería es una planta industrial destinada a la refinación del petróleo. Mediante adecuados obtienen algunos combustiprocesos bles fósile s como se la gasolina, diesel, GLP, kerosén, etc. Tambi ambién én pr prod oduc ucto tos s lu lubr bric ican ante tes s co com mo la las s grasas, asfalto. parafinas, aceites y adicionalmente El proceso de refinación consta de los varios pasos, el primer paso en el proceso de refino es la destilación atmosférica realizada en las unidades de crudo.

 

El petró petróleo leo calent calentado ado entra entra en la torre torre de cru crudo do en la que se separan los diferentes componentes del petróleo según sus su s punt puntos os de ebul ebulli lici ción ón.. Obte Obtene nemo mos s GLP GLP, gaso gasoli lina nas, s, K erosenatmosférico. e, diesel, y un componente residual llamado residuo Este residuo se calienta y entra a las unidades de vacío en las que se extrae el gasoil de vacío, dejando como producto residual el residuo de vacío.

 

Los productos obtenidos en las unidades de crudo y vacío se tratan para conseguir productos comerciales en la forma siguiente: •

  Los productos livianos nos como el gas compuesto por  metano y etano se separa para usarlo como combustible en la propia refinería o en su caso el excedente puede ir a quem qu emar arse se en los los sist sistem emas as de vent venteo eo.. Si es nece necesa sari rio o estos gases pueden endulzar si el contenido de ácido sulfhídrico (Hse S) es elevado. 2

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 El GLP compuesto por propano y butano es envasado a pres resió ión n o usa usados dos com como mate ateri ria a pri rim ma para para pro produci ducir  r  etileno y propileno y combustible combustible para automóviles. automóviles.

 

El Endulzamiento del gas se hace con la finalidad de eliminar el azufre y el dióxido de carbono del gas nas tuersal. áS nuecom g ciedocso , nopcoerq eo n presencia de agua forman ácid ác ido os y un ga gas s na natu tura rall que pose po sea a es esto tos s cont conta ami mina nant nte es se conoce como gas agrio.

 

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Las naftas se tratan en las unidades de rceufaolrim daaddeos cyatsaelíticmoezp ca larna pm ae rajoroabr tesnuesr  gasolinas comerciales. La fracción ligera de la nafta también se procesa en unidades de isomerización para mejorar  su índice de octano. También puede ser  usada para producir etileno y propileno.

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El keroseno es tratado para cumplir las especificaciones de combustible para aviación o para usarse en la formulación del diesel de automoción.

 

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  El diesel ó gasóleo se lleva a las unidades de hidrodesulfuración, donde se reduce su contenido en azufre, tras lo cual se usa para formular diesel de automoción o gasóleo de calefacción.   El gasoil de vacío no es un producto final. Se lleva a las unidades de FCC (cracking catalítico fluido) donde a elevada temperatura y con presencia de un catalizador en polvo sus largas moléculas rompen y se transforman en comp co mpon onen ente tes s má más s lilige gero ros s co como mo GL GLP P, na naft ftas as o gasóleos. El gasoil de vacío también puede con onve vert rtiirs rse e en la las s uni nida dade des s de hid idro rocr craq aque ueo o, d lta ósn, e po rensdeenca ia undoes 4c0a0ta-4 liz4a0dºC oreys aa propprie asdio sn e tran tr ansf sfor orma ma ta tamb mbié ién n en GL GLP P, na naft ftas as o ga gasó sóle leos os libres de azufre.

 

 El residuo de vacío se puede utilizar como asfalto o bien someterlo a altísimas temperaturas en las unidades de coque.  Los aceites son tratados en unidades de separación de componentes aromáticos media me diante nte proce proceso sos s de extr extrac acció ción n líquid líquido o

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líquido.  La parafinas se recuperan mediante proce ces sos de enfriam iamien iento de los ace ceiites, estás son usadas en la industria cosmética y como materia prima para las velas.  En muchas de las refinerías se produce tamb ta mbié ién n azuf azufre re sóli sólido do,, como como subp subpro rodu duct cto, o,

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debido a las limitaciones impuestas a la emisión del dióxido de azufre a la atmósfera.

 

LA PETROQU MICA DE LOS PRODUCTOS PETROLEROS. La petroquímica de los productos petroleros, utiliza u sarlosproductos como fude enla te refinación de materdel ias petróleo primas, para las materias petroquímicas principales que provienen de las refinerías son los hidrocarburos aromáticos y las olefinas como el etileno y propileno. En realidad menos del 5 % del petróleo es destinado como fuente de materias primas, pero la dependencia actual de lo materiales obtenidos a partir del petróleo es sumamente importante en la sociedad parte de los artículos de uso domésticoactual. como Gran los plásticos, fibras, artículos de tocador, desodorantes, medicinas, pinturas, tintes, envases, artículos para la construcción, materiales para la ingeniería, fibras sintéticas textiles, adhesivos y muchísimos más materiales se producen a partir de los hidrocarburos.

 

Cadena tradicional del petróleo en petroquímica

 

CADENA DE VALOR DEL GAS NATURAL. Aplicaciones del gas natural.

 

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 El metano como materia prima se puede utilizar  para la producción de metanol, urea, fertilizantes, etc. A partir del metanol se pueden producir  plásticos.  La ut utililiz izac ació ión n del del meta metano no co como mo co comb mbus usti tibl ble e es muy difundida y en los días actuales se hace más accesible debido a su s bajos niveles contaminantes y al alza de los precios del petróleo.  Por otra parte los líquidos del gas natural obtenidos en los procesos de extracción de líquidos pueden producir el GLP que es la mezcla d e prop ano y butaanoolefinas , tambiécomo n etael no etileno q u e se puede transformar y lueg lu ego o la po polilime meriz rizac ació ión n para para ob obte tene nerr pl plás ásti tico cos. s. Las gasolinas naturales tienen también múltiples aplicaciones en la síntesis de variados productos. pr oductos.

 

EL PAPEL DE LOS CATALIZADORES EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA. •

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  los catalizadores son los actores más importantes de lo los s pr proc oces esos os pe petro troqu quím ímic icos os,, un ca cata taliliza zador dor es una sustancia química, compue puesto o element nto o capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar  (catalizador negativo o inhibidor) una reac acc ción química, permaneciendo éste mismo inalterado por  que no se consume durante la reacción química. A este proceso se le llama catálisis.  Los catalizadores no alteran el balance energético final de la reacción química, sino que sólo permiten que se alcance el equilibrio con mayor o menor  vel eloc ocid idad ad.. Mu Muc cho hos s de lo los s ca cata tali liz zad ador ores es ac actú túan an alte al tera rand ndo o su supe perf rfic icie ies s pe perm rmit itie iend ndo o en enco cont ntra rars rse e y unirse o separarse a dos o más reactivos químicos.

 

La catálisis puede ser de dos tipos: Homogénea:  El catalizador y el reactivo están en una misma fase, por ejemplo, en solución acuosa. Heterogénea: El catalizador y reactivo se encuentran en distintas fases, como por 

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ejemplo, reacción laecatálisis ntre suheterogénea stancias gade seouna sas adsorbidas en la superficie de metal. Los catalizadores sólidos pueden ser porosos y están hechos metal u óxido metálico soportado sobrede una matriz sólida inerte. Este caso particular se conoce como catálisis de contacto. Este tipo de catalizadores son ampliamente utilizados en las refinerías de petróleo.

 

EL MERC MERCADO ADO PETRO PETROQU QU MIC MICO. O. La indus ndustr tria ia petr petroq oqu uímic ímica a está está co conc ncen entr trad ada a en unas unas poca po cas s empr empres esas as a niv ivel el mund mundia iall, esto esto se deb debe a las barreras de entrada al sector, estas barreras se relacionan principalmente a la tecnología o conocimiento espe es peci cial aliz izad ado o y a las las el elev evad adas as inver inversi sion ones, es, aunq aunque ue la rentabilidad en el sector es también elevada. La mayoría de estas empresas comenzaron sus actividades pioneras en el siglo pasado y se aseguran la posición de liderazgo por que predominan en sus propios sectores por su antigüedad. En estas décadas acumularon ventajas por el dominio de su tecnología y capa ca paci cida dad d prod produc ucti tiva va en lo los s dive divers rsos os segm segmen ento tos s de mercado donde tienen su acción. En la coyuntura actual, esta realidad esta cambiando por  el ingreso de países con estrategias tecnológicas y de mercado agresivas, estos países como Japón, Taiwán y Malasia ya tienen una presencia importante en el mercado.

 

PRINCIPALES PAÍSES P PRINCIPALES PRODUCTORES RODUCTORES DE PETROQUÍMICOS POR GRUPOS CORPORATIVOS, SEGÚN LAS VENTAS EN 2006. Ventas acumuladas

País

Grupo Empresarial

(Millones de Dólares) Estados Unidos

458993

EXXON

Japón

127531

NIPPON OIL

Holanda

107088

ROYAL / SHELL

Francia

88846

ELF

Reino Unido

83227

BP

Italia

32566

ENI

México

28195

PEMEX

Venezuela

22157

PDVSA

Corea del Sur

18196

SUNK YOUNG

España

17717

REPSOL

Brasil

17353

PETROBRAS

Bélgica

11399

PETROFINE

8512

CHINESE PETROL

8336

INDIAN OIL

Taiwán India

 

En América Latina se destacan Venezuela, México y Brasil, pero a nivel mundial entre los lo s 20 pr prin inc cip ipal ales es gr grup upos os pe petr troq oquí uím mic icos os existe la presencia de sólo 11 países. Destaca EUA con siete empresas,  Alemania con cuatro y Francia con dos. La implementación de la industria petroquímica en Bolivia tiene todavía muchos retos que vencer, la falta de tecnología propia es la principal deficiencia.

 

INDUSTRIA PETROQUÍMICA INDUSTRIA PETROQUÍMICA A PARTIR DEL GAS EN SUDAMÉRICA. PAÍS Chile

Productos elaborados Plásticos Metanol

Argentina

Metanol Amoniaco  –  Urea  Urea Plásticos

Brasil

Metanol Amoniaco  –  Urea  Urea Plásticos

Trinidad y Tobago

Metanol Amoniaco  –  Urea  Urea

Colombia

Metanol Amoniaco  –  Urea  Urea Plásticos

Venezuela

Plásticos Amoniaco - Urea

 

En el cont conte exto xto sudam udamer eriicano cano Boliv olivia ia tireenceimiuenntomee rcnadoSup roéqru micoy eln c de atm icía a materia prima para abastecer estas necesidades, pero es necesario desarrollar empresas o grupos empresariales que tengan la capacidad tecnológica y logística para e n t r a r d e m a n e r a c o m p e t i t i v a a l o s mercados. Ese precisamente es el gran reto para

el futuro.  

Muchas gracias !!! Material pre rep parado por la docente Lupe Barca Terán en la materia introducción a la petroquímica del Instituto Tecnológico San Alberto.