Industria del combustible

Estas materias primas se procesan en refinerías para diversos productos, tales como:

a) Gas licuado de petróleo (GLP)

b) Combustibles para motores (gasolina, queroseno, gasóleo)

c) Aceites de calefacción

d) Asfalto vial e industrial

e) Materias primas de hidrocarburos para diversas síntesis

f) Coque de petróleo

g) Hidrocarburos sólidos de petróleo (por ejemplo, parafina)

Además, los productos de la industria de los combustibles desempeñan el papel de materias primas para la preparación de diversos productos químicos , incluidos los farmacéuticos (parafina obtenida a partir de fracciones pesadas de petróleo utilizada como laxante), fertilizantes (fenol utilizado para la producción de productos químicos fitosanitarios), disolventes (éter de petróleo y acetona) y plásticos (poliolefinas).

Procesamiento de petróleo crudo

En la industria, más del 90 %del petróleo crudo se procesa para obtener gasolina, aceites y asfalto. La solución de hidróxido de sodio, es decir, la lejía sódica, es fundamental en este proceso. Se utiliza para eliminar impurezas como compuestos de azufre y dióxido de carbono. Su eliminación es una etapa clave en el proceso de refinación del petróleo , necesaria para cumplir con los requisitos legales sobre el contenido de estos compuestos. La lejía sódica también se utiliza en la refinación de los productos finales obtenidos tras el procesamiento del petróleo crudo. Existen varios procesos básicos:

a) Destilación: proceso que consiste en la separación del petróleo crudo en fracciones que difieren según su punto de ebullición. De esta manera, se obtienen diversas materias primas, como gas seco y húmedo, gasolina, queroseno, diésel, mazout y gudrón.

b) Craqueo catalítico: consiste en el uso de un catalizador (principalmente zeolitas) para descomponer las fracciones pesadas de petróleo en fracciones más ligeras. De esta manera, se obtiene una cantidad relativamente grande de gasolina de alta calidad.

c) Reformado catalítico: conversión catalítica de gasolina de bajo octanaje a gasolina de alto octanaje en presencia de un catalizador de platino. Los principales productos de este proceso son: hidrógeno, gas de refinería, GLP, isobutano y n-butano.

d) Hidrocraqueo: procesamiento catalítico de fracciones de petróleo pesado, mazout y gudron bajo presión de hidrógeno para obtener combustibles más ligeros. De esta manera se obtienen gasolina, queroseno y diésel.

e) Pirólisis: proceso de descomposición de fracciones pesadas de petróleo en presencia de vapor de agua. De esta manera, se obtienen gasolina, petróleo y alquitrán de pirólisis.

f) Alquilación: consiste en la reacción de olefinas con isobutano, lo que da lugar a la formación de isoparafinas de mayor peso molecular y octanaje. Este proceso implica reacciones a baja temperatura y en presencia de un catalizador. El catalizador más utilizado es el ácido sulfúrico . En el Grupo PCC, el ácido sulfúrico se obtiene mediante un proceso de contacto, lo que le confiere una pureza muy alta. El ácido sulfúrico así obtenido puede utilizarse en procesos de purificación de aceites, queroseno, parafina y secado de gases .

Tipos de combustibles

Los combustibles se pueden clasificar según su origen (natural y artificial), su poder calorífico (alto y bajo en calorías) y su estado de agregación (líquido, gaseoso y sólido). Cada tipo tiene propiedades diferentes y diversas aplicaciones.

Combustibles líquidos – gasolina

Los combustibles líquidos más importantes obtenidos del petróleo crudo incluyen: gasolina, queroseno, diésel y combustibles para calefacción. La gasolina es una fracción del petróleo crudo que hierve a una temperatura de aproximadamente 40 °C a 200 °C. Es un combustible utilizado principalmente para impulsar motores de encendido por chispa. También puede actuar como disolvente (p. ej., el éter de petróleo). La gasolina se compone principalmente de hidrocarburos alifáticos, aunque también contiene ciertas cantidades de hidrocarburos aromáticos e insaturados. Las propiedades más importantes de la gasolina son : el índice de octano (es decir, la resistencia a la detonación), la capacidad de formar mezclas combustibles y la tendencia a formar depósitos de resina. Existen varios tipos de gasolina:

a) Gasolina de plomo – Etílico. Se utilizó hasta mediados de la década de 1980. Contenía tetraetilo de plomo que, al quemarse en el motor, provocaba la formación de óxidos de plomo tóxicos.

b) Gasolina sin plomo (95 RON): tipo de gasolina sin plomo más económico, con un octanaje de 95.

c) Gasolina sin plomo (98 RON): la variante más cara, con el octanaje 98.

Para que la gasolina se convierta en un producto comercial, también es necesario incluir en su composición una serie de aditivos que eviten fenómenos adversos e indeseables durante el almacenamiento, uso y transporte del combustible.

Aditivos para gasolina

Los aditivos más importantes para la gasolina incluyen inhibidores de oxidación . Debido a que la gasolina es una mezcla de hidrocarburos, puede oxidarse durante el almacenamiento. Esto deteriora las propiedades del combustible al reducir su octanaje. Normalmente, los inhibidores de oxidación incluyen aminas aromáticas y fenoles.

El segundo grupo de sustancias adicionales son los desactivadores de metales. Estos complementan a los inhibidores de oxidación al contrarrestar el efecto catalítico de los metales en las reacciones de oxidación de la gasolina. Su función consiste en crear capas protectoras sobre la superficie de los metales.

Las adiciones esenciales también son compuestos dispersantes-emulsionantes que mantienen los sedimentos y los productos de corrosión en estado de dispersión. El grupo de productos que puede realizar estas funciones son los ROKAmers. Estos productos pertenecen al grupo de copolímeros de bloque no iónicos de óxido de etileno y propileno. Esta característica distingue al grupo de los ROKAmer de otros tensioactivos no iónicos y determina sus propiedades antiespumantes.

Otro grupo de aditivos son los lubricantes . Previenen el desgaste prematuro de los componentes de la bomba de combustible que requieren una lubricación adecuada. Ejemplos de estos compuestos son los ácidos carboxílicos, los ésteres o las aminas. El agua de la gasolina se elimina mediante desemulsionantes , lo que permite su liberación como fase separada en el depósito. Esto es especialmente importante, por ejemplo, al bombear combustible. Para contrarrestar este fenómeno, se utilizan los aditivos desemulsionantes mencionados anteriormente.

La mayoría de las instalaciones de la industria petrolera son de acero, por lo que puede producirse corrosión en presencia de agua, lo que conlleva riesgo de fugas. Para evitarlo, se utilizan inhibidores de corrosión . Estos reaccionan con la superficie del metal, creando una barrera protectora que impide la acción de agentes corrosivos. Generalmente, se trata de compuestos a base de aminas, amidas o sales de amonio.

La última, pero no menos importante característica de las gasolinas de motor modernas es su capacidad para mantener limpios el sistema de combustible (en particular el sistema de admisión) y las cámaras de combustión del motor. Para este propósito, se utilizan aditivos de refinación llamados detergentes. El producto de PCC Group, Petrotex DF30 , funcionará perfectamente para este propósito. Es un líquido amarillo y aceitoso que se utiliza como ingrediente en composiciones dispersantes y emulsionantes. La característica más importante de este producto es su capacidad de lavado. Petrotex DF30 se utiliza principalmente como detergente para limpiar las válvulas de entrada y salida de los cilindros. El dodecilfenol también es perfectamente adecuado como aditivo para los agentes de limpieza del sistema de combustible. Es un líquido espeso y viscoso con un color amarillo y un olor fenólico. El dodecilfenol se utiliza para la producción de propoxilatos que forman componentes sintéticos de paquetes de aditivos de combustible.

Combustibles líquidos – gasóleo

El combustible diésel es un combustible destinado principalmente a motores diésel con autoignición. Es una mezcla de parafina, naftaleno e hidrocarburos aromáticos, separada del petróleo en procesos de destilación. Se trata de una fracción de petróleo con un punto de ebullición de 180-350 °C. Los parámetros más importantes de este combustible líquido son : viscosidad (pulverización), resistencia a la autoignición (índice de cetano), temperatura de solidificación y contenido de azufre. Debido a que los destilados de gasóleo presentan un alto contenido de compuestos de azufre, es necesario eliminarlos mediante hidrotratamiento.

Aditivos para gasóleo

El gasóleo actual requiere el uso de diversos aditivos enriquecedores. La mayoría de ellos cumplen funciones similares a las de la gasolina. Sin embargo, la clave en el caso del diésel reside en el uso de aditivos antiespumantes, antielectrostáticos y modificadores que aumentan el índice de cetano.

Los agentes antiespumantes están diseñados para prevenir la formación de espuma durante la preparación del combustible y el llenado de los tanques. Algunos combustibles diésel también tienden a formar espuma durante el bombeo, lo que interrumpe el proceso de llenado del tanque y provoca fugas. Los productos de la serie ROKAmer previenen este problema. Estos agentes antiespumantes se pueden utilizar en un amplio rango de temperaturas. Además, los ROKAmers se caracterizan por sus excelentes propiedades desengrasantes y su capacidad para reducir la tensión superficial entre el líquido y el aire. De esta manera, mejoran el drenaje de la espuma, lo que resulta en su reducción.

Los aditivos antiestáticos están diseñados para aumentar la conductividad eléctrica del diésel, reduciendo así el riesgo de incendio. Para ello, se suelen utilizar copolímeros de olefinas y acrilonitrilo en combinación con poliaminas.

Otro grupo de modificadores son los aditivos que aumentan el índice de cetano . Su función es acortar el tiempo de retardo de ignición y aumentar la velocidad de combustión. Los más populares son el nitrato de 2-etilhexilo (EHN) y el peróxido de di-terc-butilo (DTBP).

Un grupo importante de aditivos son también marcadores. Su función es facilitar la identificación del tipo de combustible. Para distinguir el fueloil del gasóleo de calefacción, se introducen derivados azoicos que colorean el combustible. Recientemente, los aditivos de fragancia se han popularizado, utilizándose cuando el olor a aceite o gasolina resulta molesto . Estos modificadores pueden ser, por ejemplo, ésteres o terpenos.

Combustibles líquidos – queroseno

El queroseno es un combustible muy utilizado, principalmente en aviación para motores de turbohélice o a reacción. También se utiliza como disolvente e ingrediente en formulaciones cosméticas. Debido a su bajo índice de octano y cetano, no puede utilizarse en motores de encendido por chispa (motores de gasolina) ni en motores autopropulsados ​​(motores diésel). El queroseno es una fracción líquida del petróleo que hierve a unos 170-250 °C. Su producción es relativamente económica. El queroseno se forma principalmente en el proceso de rectificación del petróleo crudo . Normalmente, no se utilizan aditivos ni procesos de refinamiento, como los utilizados para la producción de gasolina y diésel, para este tipo de combustible. El queroseno también se convierte en gasolina, así como en otros productos, en los procesos de craqueo y reformado.

Combustibles líquidos – biodiésel

El biodiésel es una alternativa renovable al diésel derivado del petróleo. Se obtiene a partir de aceites vegetales o animales. El biodiésel suele contener ésteres metílicos o etílicos puros de ácidos grasos. Las mezclas de combustible con diésel también se denominan biodiésel. Se utilizan para obtener combustible que garantiza mejores condiciones de funcionamiento del motor. El biodiésel puro daña las mangueras de goma y las líneas de combustible. Además, su viscosidad varía considerablemente con el aumento de temperatura, lo que puede requerir el uso de un enfriador adicional para el biodiésel. Otra desventaja de este combustible es su precipitación a baja temperatura, lo que provoca la obstrucción de los filtros y otros componentes del motor durante el funcionamiento en condiciones invernales. Por supuesto, el biodiésel también presenta varias ventajas. En primer lugar, no contamina el aire con compuestos de azufre, es biodegradable, no aumenta la concentración de CO2 en la atmósfera y su producción permite el aprovechamiento de terrenos baldíos.

Aditivos para biodiésel

Los aditivos diésel multifuncionales de alta calidad reducen muchos de los problemas asociados con las mezclas de biodiésel, como la corrosión del sistema de combustible, la separación de agua y el aumento de la formación de espuma. Para ello, se utilizan modificadores muy similares a los que se añaden a los diésel. El problema clave, y a menudo preocupante, del uso de biodiésel es su impacto en la limpieza de los inyectores y la posibilidad de una coquización grave, así como la contaminación de las boquillas. Para ello, se utilizan agentes denominados dispersantes. El Grupo PCC ofrece productos de la serie ROKAcet que pueden actuar como dispersantes. Los ROKAcets son agentes de uso general que se pueden utilizar con éxito en diversas aplicaciones industriales.

Mezclar biodiésel con diésel convencional puede agravar aún más su formación de espuma. Esto es especialmente problemático, por ejemplo, al repostar en una gasolinera. Para evitar este fenómeno, se utilizan aditivos antiespumantes. Los productos de la serie ROKAmer mencionados anteriormente son ideales para este fin.