El proceso de refinación
El petróleo bruto es compuesto por diversos tipos de hidrocarburos. La refinación del petróleo es un proceso que saca partido a los diferentes pesos, volatilidades y temperaturas de ebullición de los hidrocarburos para separarlos dando origen a los productos intermedios y finales.
Existen típicamente cuatro grandes fases de refinación para separar el crudo en substancias utilizables:
- Separación física de varios tipos de hidrocarburos a través de la destilación.
- Purificación de productos intermedios en unidades de pre-tratamiento
- Procesamiento químico de fracciones de menor valor en productos más leves;
- Tratamiento y mezcla de productos intermedios por remoción de elementos y compuestos indeseables para la integración en productos finales.
El proceso tiene inicio con el calentamiento del petróleo bruto. Los vapores que se forman suben por una columna de fraccionamiento equipada con compartimientos a diferentes alturas. Los componentes más volátiles y con bajo punto de ebullición suben hasta el tope de esta columna. Las camadas más bajas, quedan con componentes con punto de ebullición más elevado. Esta técnica de separación física de fracciones es también conocida como destilación fraccionada y es un punto de partida para el proceso de refinación de petróleo.
Cada uno de los pasos del proceso de refinación son destinadas a maximizar el valor añadido de las materias en él procesadas. Las refinerías más simples realizan apenas la destilación del crudo. Las refinerías más complejas también realizan otras tres funciones.
Configuración de las refinerías
La gama y la calidad de productos refinados producidos en una refinería dependen de los tipos de crudo utilizados como materia prima y de las estructuras instaladas en la refinería.
Los crudos ligéros y dulces generan cantidades más elevadas de productos refinados de mayor valor, tales como la gasolina, el jet fuel, y el gasóleo. Los crudos más pesados y más agrios poducen mayores cantidades de productos de valor, como los fuelóleos.
La configuración de ciertas refinerías, en particular las de América del Norte, son típicamente orientadas para la producción de productos destilados leves como la gasolina, por encuanto la configuración de las refinerías en la mayoría de las otras regiones, como es el caso de Europa, es típicamente orientado para la producción de productos destilados medios, como el gasóleo y el jet fuel. Existen, por otro lado, refinerías configuradas para la producción de otros productos especializados, tales como aceites base, nafta y betúnes.
Las refinerías pueden generalmente ser divididas en dos categorías principales: refinerías simples de hydroskimming y refinerías complejas. Las refinerías simples de hydroskimming ejecutan principalmente el proceso de destilación, en cuanto las refinerías complejas desenvuelven dos funciones adicionales: conversión de las fracciones de hidrocarburos producidas en el proceso de destilación del crudo en otros productos y al tratamiento de productos intermedios para obtener productos de mayor valor. De este modo, las refinerías simples producen productos petrolíferos de menor valor de lo que las refinerías complejas, para una misma gama de crudos.
La configuración de las refinerías complejas y orientadas para la maximización, ya sea la de producción de gasolina (cracking catalítico), ya sea de productos destilados intermedios (hydrocracking). Además de estos, las refinerías utilizan varias capacidades secundarias de procesamiento para el beneficio de los residuos de vácio.
Las refinerías configuradas para poseer una grande capacidad de conversión y desulfuración consiguen obtene rendimientos más elevados en los productos refinados de mayor valor, ya que procesan crudos más pesados y más agrios de lo que las refinerías con capacidad inferior de conversión y desulfuración.
La complejidad de una refinería se refiere, portanto, a la capacidad de procesar materia prima, como crudos más pesados y con mayor contenido en azufre, en productos con valor añadido. Típicamente, cuanto mayor la complejidad, más flexible la gama de crudos que la refinería consigue procesar y mejor posicionada está para sacar partido de los crudos con costos más bajos, lo que resulta en un incrementos de los márgenes de refinación.