Refinación de Petróleo

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José Pillasagua Romero REFINACIÓN DE PETRÓLEO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFINACIÓN DE PETRÓLEO 
 
Extracción por Disolventes y 
Desparafinación. 
 
Por: José Pillasagua R. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2013 
 
 
 
José Pillasagua Romero REFINACIÓN DE PETRÓLEO 
 
EXTRACCION POR DISOLVENTES 
Los productos que salen de la torre de vacío (destilados, lubricantes livianos, medios y 
pesados) y de la torre desasfaltadora (residuo desasfaltado) pueden ser tratados con 
disolvente. Ejemplo: Desceración o desparafinación con disolvente. 
Este proceso consiste en eliminar las parafinas con una extracción con disolventes. Los 
2 disolventes más importantes son el FURFURAL y el FENOL aunque también utilizan 
otros disolventes. Este proceso incrementa importancia en cuanto a los aspectos 
económicos de la refinería. 
El fenol se aplica en la refinación de cargas parafínicas, las cuales requieren altas 
temperaturas de extracción y no se recomienda para procesar cargas nafténicas, 
debido a que para obtener bases lubricantes nafténicas con especificaciones de calidad 
es necesario someter la carga a refinación severa con hidrogeno en caso contrario se 
debe cambias el solvente utilizando FURFURAL o NMP. 
El fenol disuelve algunos parafinas y ciclo parafinas tanto como a los aromáticos, por lo 
que se hace necesario adicionar agua para que actué como anti disolvente e 
incrementar así la severidad del fenol, que es generalmente más baja que la del 
FURFURAL o el NMP. 
En la extracción liquido-liquido se aprovecha la propiedad de ciertos compuestos 
polares para disolver aromáticos y la relativa inmiscibilidad con parafinas y 
compuestos nafténicos. 
La fracción de aceite lubricante se alimenta 
por la parte central de la columna de 
extracción y el disolvente se carga en una 
zona cerca de parte superior las dos 
corrientes fluyen a contracorriente, saliendo 
el disolvente por el fondo y el aceite por 
arriba. 
El disolvente de furfural arrastra compuestos 
no lubricantes, tales como aromáticos, 
naftenos, compuestos de azufre y 
compuestos de nitrógeno. El disolvente se 
recupera por evaporación. Aquí el diagrama 
del proceso. 
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PROCESO A BASE DE FURFURAL 
La extracción por arrastre de vapor de agua es uno de los principales procesos 
utilizados para la extracción de aceites esenciales. Los aceites esenciales están 
constituidos químicamente por terpenoides (mono terpenos, sesquiterpenos, di 
terpenos, etc.) y fenilpropanoides, compuestos que son volátiles y por lo tanto 
arrastrables por vapor de agua. 
En la Extracción por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporización selectiva 
del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Lo 
anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el 
interior de la mezcla, denominándose este "vapor de arrastre", pero en realidad su 
función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz 
formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para 
lograr su evaporación. 
En este caso se tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la extracción 
(orgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportará como si el otro no 
estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá su propia presión de vapor y 
corresponderá a la de un líquido puro a una temperatura de referencia. 
La condición más importante para que este tipo de extracción pueda ser aplicado es 
que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el 
http://labquimica.wordpress.com/2008/05/20/los-aceites-esenciales/
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producto destilado volátil formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la 
separación del producto y del agua fácilmente. 
Es necesario establecer que existe una gran diferencia entre una destilación por 
arrastre y una simple, ya que en la primera no se presenta un equilibrio de fases 
líquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilación 
simple, por lo tanto no es posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor 
nunca estará presente el componente "no volátil" mientras esté destilando el volátil. 
Además de que en la destilación por arrastre de vapor el destilado obtenido será puro 
en relación al componente no volátil (aunque requiera de un decantación para ser 
separado del agua), algo que no sucede en la destilación simple donde el destilado 
sigue presentando ambos componentes aunque más enriquecido en alguno de ellos. 
Además si este tipo de mezclas con aceites de alto peso molecular fueran destiladas 
sin la adición del vapor se requeriría de gran cantidad de energía para calentarla y 
emplearía mayor tiempo, pudiéndose descomponer si se trata de un aceite esencial. 
 
 
 
 
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DESPARAFINACIÓN 
El objetivo principal del proceso es el de separar los componente parafínicos de un 
aceite, por cristalización, con el objetivo de bajar los puntos de congelación. 
El proceso de Los aceites lubrificantes de alta calidad se fabrican a partir de petróleos 
crudos parafínicos, luego de la eliminación de la parafina (producto comercial con 
punto de fusión 50-55º C) para bajar los puntos de congelación y así los aceites podrán 
ser utilizados en cualquier estación. La desparafinación se realiza por enfriamiento de 
una solución de aceite seguido de la filtración de la parafina cristalizada. 
 
 
 
 
 
 
 
DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD DE DESPARAFINADO 
 
 Desparafinación por filtro prensa- prensa en frío. 
 Es un método antiguo, poco eficaz y caro. Los destilados parafínicos se 
desparafinaban por simple filtración, en frío: se dejaba, en la materia prima 
suficiente cantidad de gas oil para que la velocidad no fuera demasiado elevada 
a las temperaturas de filtración, permitiendo al aceite circular a una velocidad 
razonable a través del filtro prensa. 
 En la práctica, la mezcla a desparafinar se ajustaba a una viscosidad de 1,5 – 
1,8º E a 50º C y se enfriaba a menos 20º C. 
 A esta temperatura se impulsaba la mezcla muy pastosa a una presión de10 a 
25 Kg./cm2 a través de los filtros prensa que contenían un centenar de marcos. 
 
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Previo al enfriamiento en tubos provistos de raspadores (chiller) la mezcla se envía a 
un filtro que retiene los cristales en forma de una torre. Lavándose esta con disolvente, 
se puede extraer una cierta cantidad del aceite retenido en la red cristalina después de 
separarla del filtro, la torta se funde nuevamente y se diluye con disolvente y 
nuevamente se enfría y se filtra hasta que la parafina no contenga más del 5% de 
aceite en el mejor de los casos. 
 
Anteriormente los aceites pesados que dan micro parafinas, únicamente la 
centrifugación permitía una buena separación dando aceite claro de congelación 
correcta y un residuo parafínico, muy rico en aceite, llamado petrolato, materia prima 
para la fabricar ceras y vaselinas. 
 
Los aceites lubrificantes de alta calidad se fabrican a partir de petróleos crudos 
parafínicos, luego de la eliminación de la parafina (producto comercial con punto de 
fusión 50-55º C) para bajar los puntos de congelación y así los aceites podrán ser 
utilizados en cualquier estación. La desparafinación se realiza por enfriamiento de una 
solución de aceite seguido de la filtración de la parafina cristalizada. 
 
VARIABLES QUE INFLUYEN EL PROCESO. 
 
Velocidad de enfriamientoEste parámetro debe tener valores grandes para asegurar la eficiencia del sistema de 
enfriamiento. Velocidades muy elevadas disminuyen la eficiencia del sistema de 
enfriamiento debido a la deposición de sustancias sólidas sobre las paredes del 
cristalizador. La velocidad de enfriamiento debe ser menor a la velocidad del 
crecimiento de los cristales que varía inversamente proporcional con la viscosidad del 
disolvente de la solución de aceite que se desparafina y con la solubilidad de los 
cristales en disolvente. Por esto la velocidad de enfriamiento es mayor cuando la 
viscosidad del disolvente y la solubilidad de la fase sólida en disolvente son más 
pequeñas. 
 
Velocidad de filtración 
La velocidad de filtración es mayor cuando los cristales formados tienen dimensiones 
más grandes que se obtienen cuando la solubilidad de la fase sólida en solución 
disolvente - aceite es pequeña. Las dimensiones de los cristales también esta en 
función de la naturaleza del aceite que será desparafinado. La velocidad de filtración 
aumenta cuando el disolvente utilizado es polar. 
 
Diferencial de temperatura (Δt) 
Esta diferencial de temperatura depende de la solubilidad de la fase sólida en solución 
disolvente aceite. Cuando al solubilidad de la fase sólida es grande, dicho diferencial de 
temperatura aumenta determinando costos mayores para enfriamiento. La naturaleza 
y la composición del disolvente también influyen esta diferencial de temperatura 
(ejemplo la Δt es mayor cuando se utiliza propano líquido, y menor cuando se utiliza la 
mezcla cetonas–aromáticos) 
 
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El rol del disolvente es disminuir la viscosidad de la solución para facilitar la 
precipitación de la fase sólida. Este debe asegurar un rendimiento máximo de aceite 
desparafinado con punto de congelación deseado. La temperatura durante la filtración 
es mayor cuando la solubilidad de la fase sólida en disolvente es menor. 
 
El propano líquido y disolventes como: 1, 2- dicloro-etano y cloruro de metileno, 
satisfacen estas condiciones. Se pueden obtener ventajas suplementarias si se utilizan 
dos disolventes, uno asegurando la disolución del aceite y el otro permitiendo la 
precipitación de la fase sólida. 
 
Mezcla de hidrocarburos aromáticos inferiores (benceno y tolueno), con diferentes 
cetonas (acetona, metil-etil cetona) son los disolventes más utilizados en la 
desparafinación de los aceites. Cuando el disolvente es más polar se realizan 
velocidades de filtración más grandes y rendimientos de aceites desparafinados más 
grandes. 
 
Cuando se utiliza como disolvente la mezcla cetona- aromáticos es muy importante la 
composición del disolvente. Una proporción grande de aromáticos en la mezcla 
disminuye la probabilidad de enfriamiento y el aumenta el Δt, reduciendo la eficiencia 
económica del proceso. Existe una composición óptima de la mezcla correspondiente a 
un contenido mínimo de aromáticos, que se determina experimentalmente. 
 
 
VENTAJAS 
 El calor de fusión es muy inferior al de evaporización. 
 Efectuándose las separaciones a temperatura poco elevada, quedan reducidas 
al mínimo los riesgos de descomposición de las sustancias poco estables. 
 Los diagramas de equilibrio de la mayor parte de los sistemas permiten, 
teóricamente, obtener un producto perfectamente puro en una sola etapa de 
tratamiento. 
 Algunos compuestos no pueden separase prácticamente por ningún otro medio 
físico. 
DESVENTAJAS 
 Frecuentemente, es preciso enfriar a baja temperatura, lo que supone una 
forma costosa de suministrar energía. 
 El equilibrio se alcanza lentamente cuando hay formación de una sola 
disolución sólida. 
 Los cristales retienen apreciable y muy difícil de extraer de líquido impuro. La 
eficiencia de las etapas es, así mismo, muy baja. 
 La complejidad del equipo mecánico necesario para la manipulación de los 
sólidos puede originar gastos de fabricación elevados. 
 
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CONCLUSIONES: 
 
Podemos indicar que por medio de estos procesos bajo la utilización de 
compuestos químicos orgánicos como el FENOL y el FURFUROL o NMP, 
podemos obtener nuevos productos como aceites, vaselinas, ceras, etc. 
 
Productos que hacen de la vida cotidiana una mejora al momento de 
utilizarlos. Estos procesos no son de aplicación con costos altos sin 
embargo lo que se busca principalmente es derivados como combustibles 
que es la fuente principal de energía en la industria. 
 
BIBLIOGRAFÍA: 
 
 Refinación del petróleo, Por Hernández Palencia Robert Benjamín. 
 Procesos de desparafinación, por Universidad de Venezuela. 
 Extracción por Disolventes, por Universidad de Mayor de San Simón, Bolivia. 
 Refinación, separación, por IAPG (Instituto Argentino de Petroleo y Gas.