¿Cómo se transforma el petróleo en gasolina y diésel?

El proceso de destilación del petróleo: de crudo a gasolina y diésel

El petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos que se extrae de pozos petroleros en todo el mundo. A primera vista, el crudo parece ser una sustancia homogénea y viscosa, pero en realidad es una mezcla compleja de diferentes compuestos. Para utilizarlo de manera efectiva como combustible, lubricante y materia prima en la industria química, es necesario someterlo a un proceso de destilación.

La destilación del petróleo: cómo se fabrica la gasolina paso a paso

Desalinización

Antes de la destilación, el petróleo crudo a menudo contiene agua e impurezas como sales que deben eliminarse para evitar daños en las instalaciones de destilación. La desalinización es una fase crítica que implica la eliminación de estas sustancias no deseadas. Para llevar a cabo este proceso, el petróleo crudo se somete a una serie de tratamientos químicos y físicos. Primero, se calienta para separar el agua y otros compuestos no deseados del petróleo crudo. Luego, se utiliza un proceso de centrifugación o sedimentación para eliminar las partículas sólidas y las sales disueltas. Este paso es esencial para garantizar que el petróleo crudo esté limpio y listo para la destilación. A continuación, se detallan estos procesos:

Calentamiento

El petróleo crudo se calienta a una temperatura específica en un proceso llamado "tratamiento térmico". La temperatura exacta puede variar según el tipo de crudo y las especificaciones de la refinería. Por lo general, el petróleo se calienta a temperaturas que oscilan entre los 150ºC y 200ºC. Este calentamiento provoca la evaporación del agua contenida en el crudo.

Tratamientos Químicos: Se agregan productos químicos al petróleo crudo calentado para facilitar la separación del agua y las sales. Los productos químicos utilizados suelen ser surfactantes o agentes desemulsionantes. Estos productos químicos ayudan a romper las emulsiones formadas por el agua y el petróleo, lo que permite una separación más efectiva. Los productos químicos también ayudan a neutralizar las sales disueltas para que puedan ser eliminadas más fácilmente.

Centrifugación: La centrifugación es un proceso físico que se utiliza para separar las fases líquidas en una mezcla. En el caso de la desalinización del petróleo, se utiliza una centrífuga para acelerar la separación del agua y las impurezas. La centrifugación aprovecha la fuerza centrífuga para separar las fases más densas, como el agua y las sales, de la fase de petróleo crudo. La fase más densa se separa y se elimina, mientras que el petróleo crudo tratado se recoge para su posterior procesamiento.

Sedimentación: La sedimentación es otro proceso físico que implica permitir que las partículas sólidas y las impurezas se asienten en el fondo de un tanque debido a la gravedad. En el caso de la desalinización, después de que se agregan los productos químicos y se calienta el petróleo, se permite que la mezcla repose en tanques de sedimentación. Durante este tiempo, las partículas sólidas y las impurezas caen al fondo del tanque, separándose del petróleo crudo.

Es importante destacar que los detalles exactos de los procesos de desalinización pueden variar de una refinería a otra y dependen del tipo de petróleo crudo y las condiciones específicas de operación. Sin embargo, estos son los pasos generales que se siguen en la desalinización del petróleo crudo para eliminar el agua y las impurezas antes de la destilación.

Torre de Destilación

El corazón del proceso de destilación es la torre de destilación, una estructura alta y cilíndrica diseñada para llevar a cabo la separación de los componentes del petróleo crudo. El petróleo crudo previamente desalado se calienta y se introduce en la parte inferior de la torre. A medida que el petróleo se calienta, los componentes se evaporan a diferentes temperaturas debido a sus diferentes puntos de ebullición. La torre de destilación está equipada con bandejas o platos en diferentes niveles para recoger y separar las fracciones de petróleo a medida que se condensan a temperaturas específicas. Esto marca el comienzo del proceso de fraccionamiento, donde las fracciones se separan en función de sus propiedades químicas y físicas. Es importante tener en cuenta que estas temperaturas pueden variar según la refinería y el tipo de crudo, pero estos son valores aproximados:

Producto	Temperatura de Recolección (ºC)
Gasolina	30 - 200
Nafta	90 - 200
Queroseno (para aviones)	150 - 275
Diesel	180 - 370
Gasóleo para Calefacción	250 - 340
Aceites Lubricantes	315 - 530
Aceite Residual	340 - 565
Asfalto	Más de 525

Fraccionamiento

A medida que los vapores ascienden por la torre de destilación, se enfrían gradualmente. En cada nivel de la torre, se instalan bandejas o platos que recogen los vapores que se condensan a temperaturas específicas. Cada bandeja recoge una fracción diferente del petróleo crudo, que es una mezcla de hidrocarburos con propiedades similares. Estas fracciones se recolectan y se canalizan hacia procesos posteriores para su refinamiento y purificación.

Separación de fracciones Una vez que las fracciones se han recogido en las diferentes bandejas de la torre de destilación, se extraen y se someten a procesos adicionales para eliminar impurezas y ajustar sus propiedades. Las fracciones más ligeras se utilizan como combustibles o como materias primas para la industria petroquímica. Estas fracciones se someten a una serie de procesos, como el hidrotratamiento, la destilación fraccionada adicional y la separación de compuestos no deseados, para asegurar que sean adecuadas para su uso final.

1. Hidrotratamiento:
   • Definición: El hidrotratamiento es un proceso de refinación del petróleo que implica la purificación y mejora de los productos derivados del petróleo mediante la reacción de los hidrocarburos con hidrógeno en presencia de un catalizador.
   • Objetivo: El objetivo principal del hidrotratamiento es eliminar impurezas y compuestos no deseados del petróleo crudo o de los productos derivados, como el diésel y la gasolina. Esto incluye la eliminación de azufre y nitrógeno, la saturación de hidrocarburos insaturados y la mejora de la calidad y las características de los productos finales.
   • Proceso: El proceso de hidrotratamiento implica el paso del petróleo o de los productos derivados a través de un reactor en el que se mezclan con hidrógeno y se someten a condiciones controladas de temperatura y presión. Un catalizador específico facilita las reacciones químicas que eliminan impurezas y mejoran las propiedades de los productos.
2. Destilación Fraccionada Adicional:
   • Definición: La destilación fraccionada adicional es una etapa posterior en el proceso de refinación del petróleo, después de la destilación primaria en la torre de destilación. Consiste en dividir aún más las fracciones recogidas en la torre de destilación en componentes más específicos.
   • Objetivo: El objetivo de la destilación fraccionada adicional es separar aún más los productos obtenidos en la torre de destilación principal en componentes específicos y purificarlos para cumplir con las especificaciones requeridas.
   • Proceso: Se utilizan columnas de destilación adicionales para realizar la separación de los componentes a temperaturas y presiones controladas. Esto permite obtener productos específicos como queroseno, gasolina, diésel etcétera, en sus grados y calidades deseados.
3. Separación de compuestos no deseados:
   • Definición: La separación de compuestos no deseados es un proceso que tiene como objetivo eliminar impurezas y componentes no deseados de los productos derivados del petróleo, como el azufre, el nitrógeno y otros contaminantes.
   • Objetivo: Este proceso busca cumplir con estándares de calidad y regulaciones ambientales al eliminar compuestos que pueden ser perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. La reducción de azufre, por ejemplo, es esencial para la producción de combustibles más limpios.
   • Proceso: La separación de compuestos no deseados puede incluir varios métodos, como el hidrotratamiento mencionado anteriormente, así como procesos de desulfuración, desnitrogenación y otros métodos de purificación. Cada método se adapta a las necesidades específicas del producto y los requisitos reglamentarios.

Gasolina y Diésel

Dos de las fracciones más importantes en términos de consumo son la gasolina y el diésel. Estas fracciones se obtienen en niveles específicos de la torre de destilación. La gasolina se recoge a una temperatura más baja que el diésel y contiene hidrocarburos con cadenas más cortas. Posteriormente, estas fracciones se someten a procesos de refinamiento adicionales para cumplir con las especificaciones requeridas para su uso como combustibles en automóviles, camiones y maquinaria.

Este proceso de destilación es fundamental en la refinación del petróleo crudo y es una etapa crucial para obtener una amplia variedad de productos petrolíferos utilizados en nuestra vida diaria. Cada paso del proceso es esencial para garantizar que las fracciones de petróleo sean seguras y cumplan con los estándares de calidad necesarios.

El proceso en acción

A continuación, observaremos cómo se lleva a cabo el proceso de destilación del petróleo en una refinería real.

1. Entrada de Petróleo Crudo: El petróleo crudo llega a la refinería a través de oleoductos o tanques de almacenamiento.
2. Desalinización: El petróleo crudo se somete a un proceso de desalinización para eliminar impurezas.
3. Calentamiento: El petróleo crudo se calienta en un horno especializado.
4. Torre de Destilación: El petróleo crudo caliente se introduce en la torre de destilación.
5. Fraccionamiento: A medida que los vapores ascienden por la torre, se separan en fracciones.
6. Recogida de Fracciones: Las diferentes fracciones se recogen en bandejas a diferentes alturas de la torre.
7. Procesamiento Adicional: Cada fracción se somete a procesos adicionales para purificarla y ajustar sus propiedades.
8. Almacenamiento y Distribución: Las fracciones terminadas, como la gasolina y el diésel, se almacenan y se distribuyen para su uso.

¿Qué porcentaje del petróleo se convierte en combustible?

La proporción de petróleo crudo que se convierte en combustible varía según diversos factores, como el tipo de crudo y las instalaciones de refinación utilizadas. Es importante señalar que el porcentaje específico de petróleo que se destina a combustibles y otros productos puede variar según las necesidades del mercado y las capacidades de las refinerías.

Aproximadamente el 45% a 50% del petróleo crudo se destila y procesa para producir una variedad de combustibles, incluyendo gasolina, diésel, queroseno, y gasóleo para calefacción.

El restante se destina a la producción de otros productos derivados del petróleo, como productos petroquímicos (utilizados en la fabricación de plásticos, productos químicos etcétera), lubricantes, asfalto, y una amplia gama de productos industriales y de consumo.

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