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Balboa. Refinería del siglo XXI
La
creciente industrialización de los países en vías de
desarrollo, y en particular China e India, está llevando al límite
la capacidad de refino mundial de las instalaciones existentes y en casos
como el español se roza el punto de saturación.
Tanto el G-8 (Organización de países industrializados) como la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) coinciden en señalar que se hacen necesarias nuevas y más modernas infraestructuras de refino de crudos, más eficientes que las actuales, en los países industrializados.
Además de buscar la mayor eficiencia posible, hoy día impera el respeto al medio ambiente, estando la Legislación orientada hacia la máxima preservación del mismo, por lo que una nueva refinería no sería en absoluto comparable con las ya existentes.
Refinería Balboa ha sido diseñada y será construida y operada de acuerdo a las Mejores Técnicas Disponibles (MTD´s), que aseguran la utilización de equipos y procesos de última generación, con eficiencias muy superiores a los empleados actualmente, lo que se traduce en una disminución significativa de emisiones y vertidos (una mayor eficiencia energética implica menor consumo de combustible y, por ende, menores niveles de emisión).
Alternativas de configuración y elección de Refinería Balboa
La selección de un determinado esquema de refino depende de dos factores fundamentales: el mercado al que se dirige la producción y las características de los crudos que se prevé refinar.
Selección de los crudos a procesar
Comercialmente, los crudos suelen clasificarse en función de dos conceptos de calidad: densidad (crudos ligeros y pesados) y contenido en azufre (crudos dulces o "sweet" y agrios o "sour").
El primero de ellos diferencia los crudos atendiendo a su densidad, normalmente medida en grados API (definición empírica del sector del petróleo) más que en unidades físicas tipo g/l. Cuanto mayor ºAPI, más ligero es el crudo. De este modo, se distingue entre:
- Crudos Extraligeros (>39 ºAPI).
- Crudos Ligeros (>31-39 ºAPI).
- Crudos Medios (>22-31 ºAPI).
- Crudos Pesados (10-22 ºAPI).
- Crudos Extrapesados (<10 ºAPI)
Los crudos dulces y agrios se diferencian por su contenido en azufre. La frontera entre ambos suele situarse en el 1% en peso.
En un gran número de casos los dos criterios expuestos coinciden, y así los crudos ligeros son a su vez dulces, y los pesados acostumbran a ser crudos agrios.
La mayoría de reservas existentes están formadas por crudos pesados y agrios, mientras que los depósitos de crudos ligeros y extraligeros y de bajo contenido en azufre, requeridos por aquellas refinerías con poca capacidad de conversión, son más escasos y se están agotando a mayor velocidad.
Esta tendencia permite concluir que el diseño de Refinería Balboa debe contemplar la alimentación con crudos medios y pesados de calidad decreciente, de mayor disponibilidad en el mercado, que requieren procesos de conversión profunda para eliminar la generación de residuos (fuel, asfalto).
Procesamiento del residuo de vacío
La etapa inicial del procesamiento del crudo
contempla la destilación atmosférica y al vacío. De
esta última se obtiene el llamado residuo de vacío, que es
la materia prima para la manufactura de fuelóleo y/o asfalto. Cuando
se emplean crudos medios y pesados, el rendimiento en esta fracción
es muy elevado y con una calidad insuficiente para satisfacer los requerimientos
del mercado. Por este motivo, no interesa la generación de tales
productos.
Actualmente, en la mayoría de refinerías españolas,
la unidad más empleada para el procesamiento del residuo de vacío
es un viscorreductor que lo único que hace, como su nombre indica,
es reducir la viscosidad, sin modificar el resto de propiedades y, por tanto,
sin mejorar la calidad de dichas fracciones. Esto impide la utilización
del fuelóleo generado en otra cosa que no sea su combustión.
Todo lo anterior refuerza la idea de la instalación de un coquizador para el procesamiento de la mencionada fracción.
El coquizador elimina la producción de residuos pesados, convirtiéndolos en fracciones de mayor valor añadido, lo que se traduce en un mayor rendimiento en la formación de destilados, además de la generación de coque.
Procesamiento del gasóleo de vacío
El procesamiento del gasóleo de vacío en la mayoría de refinerías españolas se lleva a cabo en una unidad de craqueo catalítico en lecho fluidizado (FCC).
El mercado español, objetivo de Refinería Balboa, con excedentes en gasolina y fuerte déficit en keroseno y gasóleos, señala con claridad la adopción de un esquema de conversión con hidrocraqueo, proceso que maximiza la producción de gasóleos, frente a la utilización del FCC encaminado a maximizar el rendimiento en gasolinas y que además genera una cantidad considerable de productos pesados, no deseados y de baja calidad.
Además, el hidrocraqueo presenta otra serie de ventajas no menos importantes como son la obtención de productos de mayor calidad, con un mayor rendimiento y de manera mucho más respetuosa con el medio ambiente; mientras que el FCC es una de las unidades más contaminantes de las refinerías (emisión de SOx, CO2, NOx y partículas).
Hidrotratamiento vs Tratamiento con sosa cáustica
Durante el proceso de destilación atmosférica se obtienen una serie de fracciones como son los GLP (Gases Licuados del Petróleo,esto es, propano y butano) y el keroseno, que deben ser tratados previamente a su almacenamiento para eliminar sustancias indeseables y cumplir con las especificaciones requeridas.
Actualmente, el procedimiento seguido por las refinerías españolas es tratar esas corrientes con sosa cáustica.
Refinería Balboa utilizará el hidrotratamiento que, como su nombre indica, se lleva a cabo mediante el empleo de hidrógeno. Este proceso, más efectivo, es a la vez menos contaminante, ya que elimina la necesidad de disponer de soluciones químicas indeseables.
Elección del combustible
En toda refinería tienen lugar distintos procesos de combustión encaminados a aportar la energía necesaria para cada unidad del sistema de refino.
El combustible empleado en las refinerías existentes es una mezcla del conocido como "gas de refinería" (metano y etano), obtenido en los procesos de refino, junto con fuel oil, cuyo componente principal es residuo de vacío.
Refinería Balboa va a reemplazar el uso de fuel como combustible por gas natural, con el objeto de reducir de manera significativa las emisiones a la atmósfera. Por este motivo, y anteponiendo los factores ambientales a los económicos, Balboa quemará únicamente combustibles gaseosos.
<< Tabla comparativa de emisiones debidas a combustibles líquidos y gaseosos >>
Esquema de alternativas de configuración
Por tanto, de acuerdo con lo indicado anteriormente, y teniendo en cuenta criterios económicos, tecnológicos y medioambientales, se ha configurado el esquema de proceso de Refinería Balboa recogido gráficamente a continuación.
Diagrama de bloques de Refinería Balboa
(Clicar sobre la imagen para ampliarla)