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OPERACIONES TECNOLOGIA DEL PETROLEO.pdf

23 de Mar de 2023
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  1. 1 UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SANCHEZ CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL, SISTEMAS E INFORMATICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL CURSO OPERACIONES INDUSTRIALES TRABAJO N° 09 TEMA TECNOLOGÍA DE LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO DOCENTE ING. PARRERA ESPINOZA SEGUNDO ALBERTANO INTEGRANTES HONORIO ACUÑA YURICO ROSALES BAUTISTA JEAN VALDIVIA ARIZA ANDY VELIZ LEIVA RICARDA CICLO III-A HUACHO-PERÚ AÑO 2023
  2. 2 1. INTRODUCCIÓN La tecnología de la industria del petróleo es importante por varias razones. En primer lugar, la industria del petróleo es una de las más grandes y estratégicas del mundo. La producción, transporte y procesamiento del petróleo requiere tecnologías avanzadas para garantizar la eficiencia y la seguridad. Además, la tecnología también se utiliza para el descubrimiento de nuevos yacimientos y para la optimización de la producción de petróleo y gas. La innovación tecnológica en la industria del petróleo también ha permitido el desarrollo de nuevas técnicas de producción, como el fracking y la perforación en aguas profundas, que han aumentado la producción y han ayudado a reducir la dependencia de los países de fuentes de energía extranjeras. También es importante mencionar que la tecnología en esta industria no sólo incluye las aplicaciones de informática y software, sino también maquinarias especializadas y mejores materiales de construcción de infraestructuras. En sus inicios, la tecnología se centró en la extracción del petróleo y el gas natural, y en la creación de infraestructuras necesarias para su transporte y almacenamiento. Con el paso de los años, la tecnología de la industria del petróleo ha avanzado significativamente y ha sido vital para mejorar la seguridad, la eficiencia y la productividad en todas las etapas de la cadena de valor. Actualmente, la industria del petróleo utiliza tecnologías avanzadas para explorar nuevas reservas, producir y procesar petróleo y gas de manera más eficiente, controlar el medio ambiente y mejorar la seguridad de los trabajadores. Las soluciones tecnológicas incluyen la automatización, el análisis de datos, la robótica, la inteligencia artificial y la tecnología 5G. Estas tecnologías han permitido a la industria del petróleo abarcar nuevas áreas de exploración y producción, y mejorar la eficiencia energética. Además, también han permitido a la industria abordar temas importantes como la reducción de emisiones y el impacto ambiental. En este trabajo se hablará de las propiedades físicas y químicas del petróleo, así como de las etapas de la industria del petróleo (TALARA), una comparación de una refinería del país (PAMPILLA) versus una extranjera (REPLAN) y la petroquímica y sus derivados.
  3. 3 2. DESARROLLO DEL TEMA PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL PETRÓLEO 2.1.1. PROPIEDADES FÍSICAS 2.1.1.1. Densidad: El petróleo es más liviano que el agua. Su peso específico es influenciado por factores físicos y por la composición química del crudo. 2.1.1.2. Olor: Es característico y depende de la naturaleza y composición del aceite crudo. Los hidrocarburos no saturados dan olor desagradable, debido al ácido sulfhídrico y otros compuestos de azufre. Los petróleos crudos tienen olor aromático. 2.1.1.3. Color: El color del petróleo varía de amarillo al rojo pardo y negro. Por luz reflejada, el aceite crudo es usualmente verde, debido a la fluorescencia; Los aceites medianos color ámbar; Los aceites más pesados son oscuros.
  4. 4 2.1.1.4. Solubilidad: Es insoluble en agua, sobre la cual sobrenada por su peso específico menor. esto se debe su peligrosidad cuando se derrama en los puertos, o cuando es necesario combatir incendios en los tanques de almacenaje. Es soluble en benceno, éter, cloroformo, y otros solventes orgánicos. 2.1.1.5. Viscosidad: La viscosidad del petróleo es una de las propiedades físicas más importantes que controla e incide directamente en el flujo de fluidos a través del medio poroso y tuberías de producción. La viscosidad, en general, se define como la resistencia interna que ofrece el fluido al flujo o movimiento. 2.1.2. PROPIEDADES QUÍMICAS La composición elemental del crudo de petróleo está comprendida normalmente dentro de los siguientes intervalos. ELEMENTOS % EN PESO CARBONO 84-87 HIDROGENO 11-14 AZUFRE 0-2 NITRÓGENO 0.2 El petróleo, se compone principalmente de carbono e hidrógeno en la porción 83-87% de C y de 11- 14% de H. Contiene abundantes impurezas de compuestos orgánicos en los que intervienen componentes como el azufre, oxígeno, nitrógeno, mercaptanos, SO2, H2S, alcoholes mezclados también con agua salada, ya sea libre o emulsionada, en cantidad variable. Como impurezas, se encuentran también diversas sales minerales como cloruros y sulfatos de Ca, Mg y Fe, su color varía entre ámbar y negro.
  5. 5 ETAPAS DE LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO REFINERÍA DE (TALARA) 2.2.1. Exploración Es el estudio de suelos que se realiza para identificar y localizar posibles yacimientos, se toma muestras de roca y suelo en los que se describen la característica de la superficie, imágenes satelitales y fotografías aéreas, se someten a investigación y análisis. De ser ubicadas las posibles zonas donde existen hidrocarburos, se da inicio el segundo proceso. 2.2.2. Sísmica Para la sísmica terrestre, se ubica pequeñas cantidades de SISMIGEL en orificios de 8 cm de diámetro y entre 15 metros de profundidad y se produce pequeñas detonaciones que generan ondas que se propagan hasta el sub suelo y otra vez de una estación receptar compuesta por unos equipos llamados geófonos , se recopila información de las características de la diferente formaciones geológicas, esto genera una imagen de la diferentes capas del subsuelo, los geólogos determinan las zonas aptas para encontrar hidrocarburos y se da paso a la perforación exploratoria. 2.2.3. Perforación El primer poso que se perfora en una área geológicamente inexplorada y que permite saber si realmente hay o no hidrocarburos , se denomina pozo exploratorio , para eso se instala una torre de perforación para abrir un pozo que atraviesa las formaciones del subsuelo hasta llegar al yacimiento que contiene el petróleo y/o el gas , esto puede durar entre 1 mes y más de un año , dependiendo de la
  6. 6 complejidad geológica y el objetivo trazado , la torre o taladro está compuesta por un sistema de tuberías de acero que se van uniendo a medida que avanza la perforación , una broca que va perforando el suelo , un sistema de lodo que bombea , inyecta y circula permanentemente , lubrica la broca, sostiene las paredes del pozo y saca a la superficie el material solido que se va desintegrando , motores que imprimen la fuerza que requiere este proceso de perforación y un sistema de prevención de la salida de fluidos provenientes del subsuelo , para llegar al yacimiento en las diferentes etapas de perforación ,se utiliza un tipo especial de tuberías de revestimiento la cual se cementa a las paredes del pozo y previene posibles contaminaciones de acuíferos. 2.2.4. Producción Se realiza el completamiento y prueba de los pozos, si el volumen encontrado justifica su extracción, se inicia la producción de CRUDO y GAS NATURAL mediante un instrumento llamado cañón, se perfora el último tramo de tubería abriendo pequeños orificios por donde empezará a filtrarse el hidrocarburo saliendo a la superficie de manera controlada. En ocasiones el hidrocarburo llega a la superficie por flujo natural , de ser necesario por insuficiente presión , se instalan sistemas artificiales para bombear el crudo, en el caso del gas natural , la presión del yacimiento es suficiente para impulsarlo a la superficie y cuando esta presión disminuye es necesario implementar nuevos sistemas de compresión que estimule su flujo hasta la superficie , en superficie se utiliza diferentes equipos para limpiar las impurezas del crudo , separando sedimentos , agua , gas natural y se adiciona diferentes químicos para alcanzar las propiedades exigidas por el mercado y se coloca en tanques de almacenamiento para iniciar su transporte. Para el caso del gas se limpia sus impurezas y por razones de seguridad se adiciona un producto químico que le da el olor característico, luego se almacena mediante compresión en tanques especiales o se convierte en gas licuado para transportarlo directamente. 2.2.5. Transporte Para el transporte a la refinería o puerto de exportación se utiliza un sistema de tuberías de acero llamado ductos que en la mayoría de los casos van a dos metros bajo tierra y en otros sobre la superficie del suelo atravesando diferentes escenarios topográficos , e n algunos casos hasta más de 2800 msnm , también se utiliza transporte automotor en los casos donde no existen la infraestructura de transporte por ductos cercanos a las facilidades de producción , para lograr que el petróleo y el gas fluya por el oleoducto y gasoducto , se construyen estaciones o plantas de bombeo a lo largo de este las cuales inyectan presión al sistema impulsando el hidrocarburo , en los puertos o refinerías se almacena en tanques especiales.
  7. 7 2.2.6. Refinación El crudo se somete a temperaturas cercanas a los 400°C mediante un conjunto de hornos, torres de destilación, tanques, tuberías y separadores que lo convierten en vapor. Luego se conduce a la parte inferior de una torre cilíndrica que puede superar los 50 metros de altura, en ella se encuentra bandejas a diferentes niveles que separan los diferentes componentes del crudo según el punto de ebullición. A medida que el vapor sube por la torre, pierde calor y se enfría, se condensa y se separa los componentes obteniendo los diferentes productos como gas propano y butano, ACPM, queroseno, nafta. Los gases como propano y butano se obtienen en la parte superior y los combustibles y asfaltos en la parte inferior de la torre. Los productos de este proceso se llaman derivados, se clasifican en combustibles y petroquímicos, son más de 2 mil y se utilizan en diferentes propósitos de nuestra vida cotidiana. REFINERÍA LA PAMPILLA VS PLANALTO PAULINAS (REPLAN) La región suramericana se distingue por ser una exportadora de materias primas, cuyas economías prácticamente se basan en la comercialización de estos recursos y en la importación de derivados debido a las capacidades actuales de refinación (Semanate, 2016). REFINERÍA PAMPILLA PLANALTO PAULINAS Valorización de la refinería US$ 483 millones US$ 1.650 millones Complejidad (según Índice conversión Nelson) 7.84 23.42 Inversión US$30 millones. US$458 millones. Capacidad de procesamiento 82.7 bpm 360.000 bpm Precio por litro de gasolina $1.253 $1.269
  8. 8 2.3.1. PERÚ: REFINERÍA LA PAMPILLA Refinería La Pampilla es una sociedad operada por la compañía multinacional, Repsol S.A., empresa registrada en la Bolsa de Valores de Madrid, que ha sido reconocida mundialmente por sus elevados estándares de buen gobierno corporativo. 2.3.1.1. Dirección y Denominación: La denominación de la Sociedad es Refinería La Pampilla S.A.A., también conocida por sus siglas como RELAPASAA. La sociedad ha sido constituida y existe bajo las leyes de la República del Perú. Las oficinas administrativas están ubicadas en Autopista a Ventanilla km 25, Callao. 2.3.1.2. Operación y Antecedentes El objeto social de la compañía es la refinación, el almacenamiento, la comercialización, el transporte y la distribución de todo tipo de hidrocarburos, tales como el petróleo y sus derivados. Mediante el desarrollo de sus actividades, Refinería La Pampilla puede comprar, vender, exportar e importar todo tipo de productos, así como transportar los productos antes señalados para sí o para terceros, y desarrollar cualquier otra modalidad de transporte. Igualmente, puede realizar operaciones aduaneras a destinos especiales o de excepción en Lima, y en cualquier otro lugar del territorio nacional, como también prestar toda clase de servicios relacionados con su actividad. Su giro corresponde al grupo 23208 de la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU). La duración de la compañía es indeterminada.
  9. 9 2.3.1.3. Principales activos PLANTAS PARA LA PRODUCCIÓN DE DERIVADOS DEL PETRÓLEO UNIDAD Destilación Primaria 2 Destilación al Vacío 2 Reformación Catalítica 2 Desulfuración de Gasolinas 2 Unidad de Craqueo Catalítico (UFCC) 1 Unidad de Recuperación de Gases 1 Unidad de Visbreaking (UVB) 1 Unidad de Desulfuración de Diésel 1 Unidad de Isomerización de Nafta 1 Unidad Merox de gasolinas (FCC y VB) 2 Unidad Merox de Turbocombustible 2 Unidad Hidrogenación Selectiva de Nafta 1 Planta de preparación, almacenamiento y despacho de asfaltos 1 2.3.1.4. Producción En 2021 Refinería La Pampilla procesó un promedio de 82.7 miles de barriles de petróleo crudo por día, Para cumplir los requisitos de la demanda, en el 2021 la Refinería procesó 30,197 miles de barriles de petróleo crudo y completó su producción con la adquisición de 2,106 miles de barriles de productos petrolíferos. Principalmente diésel de bajo azufre sin fame, destilados medios de Camisea, así como biocombustibles (Biodiesel 100 y Etanol), entre otros. La producción total de la Refinería alcanzó los 32,497 miles de barriles de productos petrolíferos, que aparecen desglosados en la tabla adjunta. Fuente: Memoria Annual Repsol 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2019 2020 2021 Petróleo crudo procesado Miles de barriles
  10. 10 Fuente: Memoria Anual Repsol 2.3.1.5. Distribución y Ventas Refinería La Pampilla tiene contratados en condiciones “time charter” dos buques de doble casco para llevar a cabo la distribución a los terminales del litoral peruano y en función de las condiciones marítimas y oleaje se contrata de manera temporal un tercer buque. Estos tienen la capacidad de transportar productos diversos de manera simultánea y constituyen la flota más moderna y segura del país, cumpliendo los más altos estándares ambientales internacionales. En cuanto a las ventas de productos de Refinería La Pampilla, en 2021 se vendió un volumen total de 33,777 miles de barriles. Las ventas en el mercado interno fueron de 27,083 miles de barriles, 38.5% más que el 2020 no solo por efecto de la recuperación de demanda sino por la recuperación de cuota de mercado. Por su parte, las exportaciones totalizaron 6,694 miles de barriles, 69.9% más que el 2020. Fuente: Memoria Anual Repsol
  11. 11 Fuente: Memoria Anual Repsol 2.3.1.6. Inversiones e Ingresos Se ha maximizó la producción a un entorno complejo acorde al desarrollo de las distintas olas de COVID-19, manteniendo altos estándares en seguridad, salud y protección del medioambiente para lograr una operación eficiente y segura, asegurando la calidad de los productos y servicios, se remarca la certificación ISO 9001 en todos los productos fabricados obtenida en 2021. Se logró una reducción de emisiones de CO2 superior a 15 ktCO2/año. Ingresos operativos Millones de dólares MILLONES Fuente: Memoria Anual Repsol Fuente: Memoria Anual Repsol
  12. 12 2.3.2. BRASIL: PLANALTO PAULINAS (REPLAN) Es la industria más grande del país, con una capacidad aproximada de 360 mil barriles diarios; es decir, el 20% de la producción nacional. Esta refinería es propiedad de la empresa brasileña Petrobras (OLADE, 2013). 2.3.2.1. Principales activos PLANTAS PARA LA PRODUCCIÓN DE DERIVADOS DEL PETRÓLEO UNIDAD Unidad de Destilación 2 Unidades de Craqueo Catalítico 2 Unidades de Coquización Retardada 2 Unidades de Hidrotratamiento de Diésel 3 Unidad de Hidrodesulfuración de Nafta Craqueada 3 Unidad de Hidrotratamiento de Nafta de Coque 1 Unidad de Recuperación de Hidrógeno 1 Unidad de Separador de Propileno 1 Unidad de Generación de Hidrógeno unidades 3 2.3.2.2. Producción Mantuvo un sólido rendimiento operativo en el 3er trimestre de 2022, con una producción media de petróleo, líquidos de gas natural (LGN) y gas natural de Petrobras de 2,64 millones de barriles de petróleo equivalente por día (MMboed), en línea con el 2T22.
  13. 13 2.3.2.3. Inversiones INVERSIÓN PARA LA DISMINUCIÓN DE CARBONO Fuente: Petrobas Fuente: Replan, Memoria Anual 2021 La industria de refinería de la Pampilla comparada con la refinería Planalto muestra una gran diferencia tanto en el sector de producción como en la inversión, Planalto invierte en el desarrollo, la calidad de sus productos así como también en las tecnologías que ayudan a mitigar los impactos de su producción, REPLAN es mucho más compleja y especializada. LA PETROQUÍMICA Y SUS DERIVADOS 2.4.1. LA PETROQUÍMICA La función de la industria petroquímica, es transformar el gas natural y algunos derivados del petróleo en materias primas, del petróleo se obtienen determinados compuestos que son la base de diversas cadenas productivas que acaban en una amplia gama de productos denominados petroquímicos, que después se utilizan en las industrias de fertilizantes, plásticos, alimenticia, farmacéutica, química y textil, entre otras.
  14. 14 2.4.2. PRINCIPALES CADENAS PETROQUÍMICAS  Metano (gas natural)  Etano (olefinas ligeras)  Naftas (petróleo crudo) 2.4.2.1. PRINCIPALES DERIVADOS DEL METÁNO  AMONIÁCO Es un gas incoloro, tiene olor intenso y sumamente irritante, es muy soluble en agua, alcohol y éter, licua fácilmente por presión, es combustible.  ACRILONITRILO LLANTAS TELÉFONOS EXPLOSIVOS ADHESIVOS COLORANTES  METÁNOL Líquido incoloro, altamente polar, miscible con agua, alcohol y éter, inflamable, tóxico por ingestión causa ceguera.  FORMALDHEIDO  METILAMINAS  MTBE/ TAME DESINFECTANTES SOLVENTES COMBUSTIBLES RESINAS SINTÉTICAS FUMIGANTES 2.4.2.2. PRINCIPALES DERIVADOS DEL ETANO
  15. 15  ETILÉNO Gas incoloro con aroma y sabor dulce, punto de congelación de -169°C, ligeramente soluble en agua, alcohol y etil éter. Gas asfixiante. Altamente flamable y explosivo. Límite de explosividad en aire: superior 3% en volumen e inferior 32% en volumen. Su fórmula química es: CH2 = CH2 ó C2H4.  POLIETILENOS  CLORURO DE VINILO- PVC  ESTIRENO- POLIESTIRENO  ÓXIDO DE ETILENO- CLICOLES ETILENICOS BOLSAS VASOS CUBETAS TUBERÍAS MANGUERAS BOTELLAS TELAS DISCOS PLATOS CABLES 2.4.2.3. PRINCIPALES DERIVADOS DE LAS NAFTAS (PETRÓLEO CRUDO)  AROMÁTICO  XILENOS (ORTO, META Y PARA)- ÁCIDO TEREFTÁLICO  BENCENO- ESTIRENO  TOLUENO- TOLUEDISOCIANATO PRENDAS DE VESTIR GARRAFONES PINTURAS ART. DECORACIÓN MUEBLES ALFOMBRAS TAPETES AISLANTES
  16. 16 3. CONCLUSIONES Se concluye que es importante las buenas prácticas dentro de la extracción de hidrocarburos para mantener un equilibrio medio ambiental, es importante aprovechar todos los derivados del petróleo para garantizar que podamos satisfacer nuestras necesidades energéticas y de productos químicos esenciales de manera sostenible ya que también eso genera un mayor ingreso. La industria del petróleo en el Perú aún sigue en desarrollo y a comparación de otros países petroleros, nos falta camino por recorrer. 4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS (2023). Retrieved 15 March 2023, from https://www.smv.gob.pe/ConsultasP8/temp/Memoria%20Anual%20RLP%202021.pdf Refinaria de Paulínia (Replan) | Petrobras. (2023). Retrieved 15 March 2023, from https://petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/principais-operacoes/refinarias/refinaria-de-paulinia-replan.htm (2023). Retrieved 15 March 2023, from https://www.olade.org/wp-content/uploads/2023/01/Panorama-ALC-13- 12-2022.pdf https://www.olade.org/wp-content/uploads/2023/01/Panorama-ALC-13-12-2022.pdf (2023). Retrieved 15 March 2023, from https://biblioteca.olade.org/opac-tmpl/Documentos/old0312.pdf https://biblioteca.olade.org/opac-tmpl/Documentos/old0312.pdf Asociación Española de Operadores de Productos Petrolíferos. (2002). Petroquímica: transformación de productos derivados. Obtenido de: https://www.enerclub.es/extfrontenerclub/img/File/nonIndexed/petroleo/secciones/pdf/caps_sueltos/CAPITULO %2008.pdf OSINERGMIN. (s.f.). CONCEPTOS BÁSICOS EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA Y SU ALCANCE. Obtenido de GERENCIA DE FICALIZACIÓN DE GAS NATURAL: http://gasnatural.osinerg.gob.pe/contenidos/uploads/GFGN/Conceptos_Industria_Petroquimica.pdf PEMEX. (s.f.). PETROQUÍMICA. Obtenido de: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/6970/Petroquimica_final.pdf Viloria, A. (2018). USO DEL GAS NATURAL EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA. Obtenido de: http://acading.org.ve/info/comunicacion/pubdocs/Foro_Innovar_para_Avanzar/PETRO_QUMICA_ANIH_2018 -Alfredo_Viloria.pdf Asociación colombiana de petroleo y Gas. (17 de Enero de 2014). Obtenido de: https://www.youtube.com/watch?v=izsh4sgZs_k ferrera-Cerrato, R. (18 de Abril de 2016). (Mediagraphic-artemisa, Editor) Obtenido de: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/53673284/Procesos_de_biorremediacion_de_suelo_y_agua_contaminado s_por_hidrocarburos_del_petroleo_y_otros_compuestos_organicos-libre.pdf?1498535459=&responsecontent- disposition=inline%3B+filename%3DProcesos_de_biorrem SICK. (2022 de 19 de Enero). Obtenido de: https://www.sick.com/cl/es/sectores/industrias-quimica-y-petroquimica-y-refinerias/procesamiento- delpetroleo/c/g456651#:~:text=Los%20principales%20procesos%20incluyen%20la,mezcla%20de%20los%20p roductos%20finales. Talara, R. (20 de Enero de 2023). Obtenido de:https://www.refineriatalara.com Rodríguez, A. (2020) “PAPER VISCOSIDAD DE CRUDOS PESADOS” Rev 1 https://www.nakasawaresources.com/wp-content/uploads/2020/07/2020-012-VISCOSIDAD-THERMAL- RECOVERY.pdf
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