PETRÓLEO Y MEDIO AMBIENTE
REFINACIÓN PARA NOVATOS
PRINCIPIOS EXTENSIVOS A LAS INDUSTRIAS QUíMICA Y PETROQUÍMICA.

TÍTULOS DE LOS CAPÍTULOS
CAPÍTULO 1 - MEDIO AMBIENTE, REFINACIÓN DE PETRÓLEO E INDUSTRIA QUÍMICA
CAPÍTULO 2 – GLOSARIO CONCEPTUAL Y TÉRMINOS CONVENCIONALES
CAPITULO 3 – ENERGÍA TÉRMICA
CAPÍTULO 4 – OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS
CAPÍTULO 5 – CIRCUITOS DE PROCESOS
CAPÍTULO 6 – POLÍTICA AMBIENTAL Y CONSIDERACIONES AMBIENTALES
CAPÍTULO 7 - OTRAS CONSIDERACIONES AMBIENTALES
CAPITULO 8 - PRODUCCIÓN LIMPIA
CAPÍTULO 9 - ESTRATEGIAS PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE

El libro consta de 240 pàginas en arial 10, espacio sencillo y màrgenes de 2 cm; contiene sententa figuras entre gràficos, diaflujos y diagramas de diversos tipos, entre los cuales siete a color. Todo el contenido del documento, tanto el texto como el material gràfico, està en presentaciòn rùstica, sin editar.

Las personas interesadas en adquirirlo, favor contactarme directamente:
Ciro Serrano Camacho
Tels. oficina: 3383050, 3203288; apartamento: 3421530
e-mail: ciro.serrano@correo.upme.gov.co
Apartado aéreo 2849
Bogotá, Colombia.

Cuando un estudiante se gradùa de la Universidad en el àrea de ingenierìa quìmica, el nuevo profesional ha pasado por 5 a 8 años, si ha continuado sus estudios de postgrado, de intenso estudio de las ciencias bàsicas de ingenierìa. En su fondo encuentra un vacìo, una serie de inquietudes existenciales de ausencia de la conexiòn de todo ese mundo cientìfico que ha conocido con la realidad industrial, comercial y empresarial.

Cuando este profesional llega a una refinerìa de petròleo a trabajar en la àrea de ingenierìa de proceso, que es el mundo de las ciencias aplicadas a la transformaciòn de materias primas en productos de mayor valor agregado, la sorpresa, la satisfacciòn y la admiraciòn por la carrera que ha estudiado son inmensas, porque se da cuenta que toda su preparaciòn en una u otra forma aplica a ese nuevo mundo que ha encontrado.

Tal vez se cuestiona si algunas de las asignaturas estudiadas fueron adecuadamente enseñadas o si algunos de los profesores no tenìan una preparaciòn acadèmica e industrial suficientemente sòlida, y se dedica por sì mismo a corregir esas debilidades, a estudiar nuevamente tal o cual tòpico, con un nuevo enfoque, para entender y sentir y aprender definitivamente los conceptos.

La diferencia entre Universidad e industria es muy sencilla: en la Universidad le dan todos los datos y le piden encontrar la respuesta al problema; en la industria le dan el problema y el ingeniero busca y encuentra los datos que necesita para la soluciòn del problema.

Aquì està la clave del verdadero apredizaje y tambièn quizà la parte de las metodologìas modernas de la enseñanza que se deben emprender en el estudio de la ingenierìa del siglo XXI.

En ese nuevo mundo de las ciencias aplicadas, son muchos los elementos que el joven ingeniero impaciente e intrèpido quisiera disponer a la mano para suplir ràpidamente el "gap" entre la academia y la industria. Las necesidades son variables y dependen de la formaciòn de cada quien. Un buen grupo de ellos le hubiera gustado disponer de un buen libro bàsico, elemental, en lenguaje sencillo y comprensible que lo pudiera "beber" y asimilar en unas pocas horas. A este grupo pertence el ingeniero Ciro Serrano Camacho, quien hace muchos soñò escribir algùn dìa el libro Refinaciòn para Novatos, para ayudarles a las futuras generaciones de ingenieros que llegan por primera vez a la ingenierìa de procesos. En este libro se abordan, bajo un enfoque muy conceptual, gran parte del lenguaje tècnico de esta disciplina, definiciones, conceptos, anàlisis de laboratorio, operaciones unitarias, tipos de plantas y procesos, suministro de energìa desde la quema misma del combustible hasta la producciòn de potencia, polìticas y aspectos ambientales y de producciòn limpia y estrategias para el desarrollo sostenible.

El libro serìa una buena guìa para principiantes multidisciplinarios en el mundo de la refinaciòn del petròleo. Hechos son amores y no buenas razones. Tantos especialistas han soñado con escribir su libro y no lo han logrado. En ingeniero Ciro Serrano Camacho, sin serlo, corona hoy la primera visiòn de su sueño, porque estoy seguro que en el pròximo futuro vendràn nuevas revisiones que vayan enriqueciendo cada vez màs su importante libro Refinaciòn para Novatos.
DAVID F. CALA HEDERICH
Consultor Energètico y Ambiental

RESUMEN

Las industrias de refinación y petroquímica se caracterizan por ser particularmente contaminantes y por tener un gran potencial de mejoramiento de eficiencias energètica y ambiental; ésto determina, entre otras cosas, las acciones preventivas y correctivas que pueden tomarse para que sean màs competitivas. Según esto, se consideró conveniente analizar la problemática ambiental de Colombia, mediante la conceptualización y manejos prácticos de la terminología, de los procesos unitarios aplicables a las industrias, de la discusión de los diagramas de flujo, de las políticas ambientales, de la producción limpia, de la ecoeficiencia y del desarrollo sostenible. Durante el desarrollo de esos temas se introdujeron enfoques y ejemplos de indicadores ambientales, de formulación de combustibles y de opciones de políticas y de manejo de variables para el mejoramiento del manejo ambiental y de los procesos químicos, entre otros.

El manjeo anterior resultó en un ejercicio pedagógico dedicado a la educación masiva sobre refinación, como un aporte a las culturas crítica, analítica y conceptual de sus componentes ambiental y energético. Ya que la refinación abarca tantas áreas interdependientes, se puede asociar refinación con actividades como la energética, la industria química y petroquímica, así como con otras actividades ambientales, de servicios y sociales.

El trabajo presenta el resumen conceptual, elemental y básico, sobre el diseño y operación de las industrias de refinación y petroquímica, con la integración de las variables ambiental y energética al desarrollo histórico. También presenta la mayoría de los procesos que existen en Colombia y algunos pocos que existen en el mundo. Durante la descripción de las plantas y procesos, se hacen generalizaciones comunes a muchos procesos, salvo tres o cuatro plantas seleccionadas que podrìan considerarse como representativas del sector.

El documento va dirigido al lector no refinador -particularmente a estudiantes universitaaruios y en algunos apartes como texto de consulta para carreras intermedias y bachillerato-. Para poder llegar al enfoque técnico, ha sido necesario utilizar ejemplos de la vida cotidiana y otras descripciones y analogías que hicieron necesariamente largo el texto.

Con este libro se pretende motivar la discusión de vivencias cotidianas, tales como aire irrespirable, cuerpos de agua contaminados, altos niveles de ruido, basuras y desmadre del manejo de desechos sólidos, desertificación, deforestación, disminución de la pesca, de las cosechas y de la biodiversidad, cambio climático, acidificación, agotamiento de la capa de ozono e ineficiencia de las políticas ambientales, con un criterio de prevención hacia el desarrollo armónico amigable con el medio ambiente.

Se espera que el lector asimile el contenido como una ayuda para mejorar la integralidad del manejo ambiental y para que ya en forma puntual pueda interpretar los diagramas de flujo y de bloques de cualquier proceso de refinación y petroquímica e incursionar en las alternativas que pueden presentarse al plantearse proyectos industriales asociados con estas tecnologías.

CONECTORES

Refinación de petróleo / petroquímica / industria química / indicadores ambientales / producción limpia / desarrollo sostenible / ecoeficiencia / producción y contaminación industrial / energía tèrmica / combustibles / políticas ambientales / diagramas de flujo / operaciones y procesos unitarios / plantas de producción.

TABLA DE CONTENIDO

PETRÓLEO Y MEDIO AMBIENTE
REFINACIÓN PARA NOVATOS
PRINCIPIOS EXTENSIVOS A LAS INDUSTRIAS QUíMICA Y PETROQUÍMICA.

CAPÍTULO 2 – GLOSARIO CONCEPTUAL Y TÉRMINOS CONVENCIONALES
2.1- Química orgánica o del carbono y química inorgánica o mineral
2.2.- Crudo
2.3- Series de hidrocarburos
2.4.- API (American Petroleum Institute)
2.5.- Asfaltenos
2.6.- Resinas
2.7.- Barril
2.8.- BSW, Bottom Sedimentation Water o agua y sedimentos de fondo
2.9.- K, factor de caracterizaciónBR> 2.10.- Viscosidad e índice de viscosidad
2.11.- ppm y ppb, partes por millón y partes por billón
2.12.- GOR, gas/oil ratio o relación gas/aceite
2.13.- psi, psig y psia, libras por pulgada cuadrada, manométrica y absoluta
2.14.- PVT y estados de la materia
2.15.- Presión y vacío
2.16.- Sistemas de vacío
2.17.- Gas combustible
2.18.- Gas natural
2.19.- Gas libre y gas asociado
2.20.- GLP, gas licuado del petróleo, GLP liquefied petroleum gas o "propano"
2.21.- Cromatografía
2.22.- GPK, galons per kilo-cubic feet, o GPM, galones de condensado por mil pies cúbicos de gas
2.23.- Butanos naturales de campo
2.24.- Flash point o punto de ignición
2.25.- Fire point o punto de fuego
2.26.- Mezclas explosivas
2.27.- Plantas de gas
2.28.- RVP, presión de vapor Reid
2.29.- Químicos
2.30.- Catalizadores
2.31.- Octanaje RON (Research Octane Number); número de octano o índice de octano
2.32.- Productos blancos
2.33.- Gasolina automotor
2.34.- Disolventes
2.35.- Poligasolinas
2.36.- Nafta virgen
2.37.- Cocinol o combustible liviano doméstico, CLD
2.38.- Oxigenados y gasolinas reformuladas: su introducción en Colombia
2.39.- Aditivos detergentes/dispersantes
2.40.- Consideraciones sobre la salud humana
2.41.- Octanaje y poder calorífico de oxigenados y sus mezclas
2.42.- Requerimientos de la Resolución N° 898 del 23 de Agosto de 1995 del MMA
2.43.- Rendimientos de varias mezclas de oxigenados
2.44.- Porcentaje de disminución del contenido energético
2.45.- Porcentaje de aumento de consumo de combustible
2.46.- Propiedades de los éteres
2.47.- Propiedades de gasolinas convencionales y de sus mezclas con varios oxigenados
2.48.- Reducción exigida de contaminantes para Bogotá
2.49.- Gasolinas
2.49.1.- Las características principales de las gasolinas convencional y aditivadas con MTBE, DIPE y TAME
2.49.2.- Gasolinas oxigenadas
2.49.3.- Gasolinas reformuladas
2.50.- Remoción de metales (Producción de DMO)
2.51.- Ruido
2.52.- Teas
2.53.- Azufre
2.54.- Dioxinas
2.55.- Procesos continuos y por batch o cochada
2.56.- Instrumentación y nomenclatura
2.57.- Metalurgia
2.58.- Procesos semicontinuos
2.59.- Plano isométrico
2.60.- Lay-out
2.61.- Plot plan
2.62.- Separador de fases
2.62.1.- Separadores de fase API y CPI
2.62.2.- Fraccionamiento
2.63.- Destilación
2.64.- Biorremediación
2.65.-Poder calorífico, btu y BFOE (Britsh thermal unit y barrel fuel oil equivalent)

CAPITULO 3 – ENERGÍA TÉRMICA
3.1.- Definición
3.2.- Oxidación y combustión
3.3.- Ahorro de energía
3.4.- Transferencia de calor y ahorro de energía
3.4.1.- Hornos
3.4.2.- Intercambiadores de calor
3.4.3.- Torres de enfriamiento
3.4.4.- Vapor de agua
3.4.5.- Limpieza de equipos
3.4.6.- Directrices operacionales
3.5.- Reconversiones
3.5.1.- Fraccionamiento
3.5.2.- Otras reconversiones

CAPÍTULO 4 – OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS
4.1.- Extracción líquido-líquido, XLL, y despojamiento
4.2.- Lecho móvil
4.3.- Procesos en lecho fijo: lixiviación, adsorción, absorción, tamización molecular y catálisis
4.3.1.- Lixiviación
4.3.2.- Lecho fluidizado
4.3.3.- Cracking catalítico
4.3.4.- Hidrotratamiento
4.3.5.- Hidrocraqueo
4.3.6.- Absorción y despojamiento
4.3.7.- Tamización molecular
4.3.8.- Adsorción
4.3.9.- Adsorción y despojamiento
4.3.10.- Blending e instalaciones de mezclado
4.3.11.- Reforming catalítico e isomerización
4.3.11.1.- Reforming
4.3.11.2.- Isomerización
4.4.- Plantas de producción
4.4.1.- Principales tipos de plantas
4.4.1.1.- Topping o unidades combinadas de destilación
atmosférica y destilación al vacío
4.4.1.2.- Productos: gasóleo de destilación atmosférica
(liviano y pesado) y de destilación al vacío (relojera, liviano y pesado)
4.4.1.3.- Equipos varios
4.4.1.4.- Estabilización de gasolinas
4.4.1.5.- Especialidades
4.4.1.6.- Cadena productiva
4.4.1.7.- Destilación atmosférica
4.4.1.8.- Circuitos auxiliares, de servicios y otros
4.4.1.9.- Kerosene, acpm y jp (jet propeller)
4.4.1.10.- Índice diesel o número de cetano
4.4.1.11.- Combustóleos
4.4.1.12.- Parafinas
4.4.1.13.- Aceites y grasas lubricantes
4.4.1.14.- Esquemas de cadenas productivas
4.5.- Plantas de producción convencionales
4.5.1.- Refinería de Barrancabermeja
4.5.2.- Diagrama de bloques, A III
4.5.3.- Estadísticas de producción
4.5.4.- Refinería de Cartagena
4.5.5.- Destilación atmosférica y al vacío.
Operación parafínica y operación naftalénica.
4.5.6.- La refinería dependiente
4.5.7.- Planta de hidrógeno
4.5.8.- Planta Demex
4.5.9.- Planta de Unibón, DMO y DMOH
4.5.10.- Planta de fenol

CAPÍTULO 5 – CIRCUITOS DE PROCESOS
5.1.- Componentes esquema de refinación
A.- Turboexpander
B.- Hidrógeno
C.- Topping
5.1.1.- Presentación pictórica de la refinación y algunos productos
D.- URC
E.- VRU
F.- Azufre
G.- Tratamiento con soda
H.- Merox
I.- Acido sulfúrico
J.- Alquilación
K.- Viscorreducción, craqueo térmico o visbreaker
L.- Demex
M.- Unibón hidrodesulfuración o hydrotreating
N.- Fenol
O.- Desasfaltado con propano, DAP
P.- Etano (turboexpander)
Q.- Aminas, MEA, DEA
R.- Aromáticos
S.- Alquilos
T.- Etileno
U.- Polietileno
V.- Plantas de servicios industriales y de tratamiento de emisiones y vertimientos
W.- Desparafinado con metil etil cetona
X.- Coking
Y.- Oxidación de asfalto
5.2.- Industria siderúrgica

CAPÍTULO 6 – POLÍTICA AMBIENTAL Y CONSIDERACIONES AMBIENTALES
6.1.- Política y Ministerio del Medio Ambiente
6.2.- Comercio internacional de recursos ambientales
6.3.- Deuda externa
6.4.- Ecopetrol, política
6.5.- Educación ambiental
6.6.- Idiosincracia
6.7.- Indicadores e índices ambientales, instrumentos, legislación ambiental
6.8.- Metodología para los indicadores temáticos
6.9.- Agotamiento de la capa de ozono
6.9.1.- Halones y demás sustancias agotadoras de la capa de ozono
6.10.- Acidificación del medio ambiente
6.11.- Unidades temáticas asociadas con la cadena causal
6.12.- Cambio climático
6.13.- Indicadores
6.14.- Refinería
6.14.1.- Acidificación
6.14.2.- Cambio climático
6.15.- Tráfico y transporte
6.16.- Generación de energía eléctrica
6.17.- Industria
6.18.- Emisiones
6.19.- Emisiones, vertimientos y desechos sólidos de refinería
6.20.- Efecto de algunos contaminantes en el aire y el agua

CAPÍTULO 7 - OTRAS CONSIDERACIONES AMBIENTALES
7.1.- Aguas residuales
7.2.- Lodos de perforación
7.3.- Eutroficación
7.4.- Rellenos sanitarios
7.5.- Desechos sólidos
7.6.- Reciclaje y desechos sólidos municipales, DSM
7.7.- Incineración
7.8.- Desarrollo sostenible y estructura presión-estado-respuesta, PSR
7.9.- Tipos de indicadores
7.10.- Holanda
7.11.- Resumen de los indicadores por temas ambientales según OECD
7.12.- Tabla sobre las relaciones PSR

CAPITULO 8 - PRODUCCIÓN LIMPIA
8.1.- Motivación para adoptar la producción más limpia
8.2.- Plantas ambientales de las empresas
8.3.- Programas CONPES 2750
8.4.- Ejemplos de producción limpia
8.4.1.- CAR, refinería de Cartagena
8.4.2.- PTAR y Ciénaga Miramar
8.5.- Otros ejemplos
8.5.1.- Petroquímica Colombiana S.A. año 1995
8.5.2.- Coltejer S.A. año 1996
8.5.3.- Propal S.A. año 1996
8.5.4.- Ahorro de energía en Ecopetrol, CIRP
8.5.5.- Ciénaga aceitosa
8.5.6.- Proyecto Cracking orthoflow, año 1998
8.5.7.- Proyecto instalación de un turbogas
8.5.8.- Mejoramiento del proceso de aprovechamiento de butanos-butilenos
8.6.- Beneficio financiero anual atribuido al control de la contaminación de sectores industriales en Holanda
8.7.- Sector energético
8.8.- Sector de industria química y otras
8.9.- Memorias sobre el seminario de responsabilidad integral
8.9.1.- Andercol S.A. año 1998
8.9.2.- Interquim S.A. años 1996, 1997 y 1998
8.9.3.- Nubiola Pigmentos S.A. años 1997 y 1998
8.10.- Cecodes y ACP
8.11.- Centro nacional de producción limpia y tecnologías ambientales
8.12.- Ecoeficiencia
8.12.1.- Relaciones entre producción limpia y ecoeficiencia
8.13.- Instrumentos para la promoción de la política de producción limpia
8.13.1.- Instrumentos regulatorios
8.13.2.- Instrumentos económicos
8.13.3.- Instrumentos facilitadores
8.13.4.- Instrumentos para facilitar la divulgación de la información
8.14.- Regulatorios
8.15.- Económicos
8.16.- No económicos
8.18.- Acuerdos voluntarios o convenios
8.19.- Impuestos ecológicos
8.20.- Asistencia financiera
8.21.- Subsidios
8.22.- Regulación directa
8.23.- Instrumentos administrativos
8.25.- Instrumentos regulatorios sobre los productos
8.26.- UNEP y WBCSD (Consejo Mundial de Empresas hacia un Desarrollo Sostenible)
8.27.- Evaluación de los impactos ambientales de los productos limpios
8.28.- Diseño y producción de productos limpios
8.29.- Hacia el cubrimiento de la responsabilidad con los productos
8.30.- Producción limpia y ecoeficiencia en el turismo
8.31.- Fondos y financiación de producción limpia y ecoeficiencia
8.32.- Centro nacional de producción limpia y tecnologías ambientales
8.33.- Experiencias en Chile, Brasil y Argentina

CAPÍTULO 9 - ESTRATEGIAS PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE
9.1.- Deuda
9.2.- Aumentos de la población y del consumo de los recursos
9.3.- Pobreza
9.4.- Riqueza
9.5.- Agotamiento de los recursos
9.6.- Contaminación
9.7.- Cambio climático global
9.8.- Estrategias
9.9.- Diez lecciones y características de las estrategias nacionales para la sostenibilidad
9.10.- Las ONG
9.11.- Agenda 21
9.12.- Sostenibilidad ecológica
9.13.- Sostenibilidad social
9.14.- Mapas e indicadores
9.15.- Investigaciones cualitativas
9.16.- Preguntas cerradas
9.17.- Valores
9.18.- Negociación y mediación
9.19.- Desarrollo de un consenso político
9.20.- Estrategias para un desarrollo nacional sostenible
9.21.- Funciones de las estrategias
9.22.- Los beneficios de las estrategias
9.23.- Ejemplos de estrategias
9.24.- Conclusión
9.25.- Principales tipos de estrategia nacional
9.26.- Cuestionarios
9.27.- Otras características de las estrategias
9.28.- La participación en la información y el análisis
9.29.- La participación en la formulación y planeación política
9.30.- La participación para la implementación y el monitoreo
9.31.- Costos de las estrategias
9.32.- Los riesgos de la participación
9.33.- Riesgos inmediatos de un enfoque participativo
9.34.- Consenso
9.35.- Selección de los medios de comunicación
9.36.- Ecosistemas
9.37.- La población
9.38.- Interacciones entre población y ecosistemas
9.39.- Síntesis
9.40.- Evaluación del progreso de una estrategia particular
9.41.- Herramientas para la participación

MISCELANEA
Costos y pasivos ambientales y otros temas.
Typical especification for a waste oil derived fuel

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SIGLAS
INDICE ALFABETICO
ANEXOS
ANEXO N° 1. "AGENDA 21" DECLARACIÓN DE RÍO SOBRE EL MEDIO AMBIENTE Y EL DESARROLLO
ANEXO N° 2. ESTRUCTURAS LEGALES Y REGULATORIAS
ANEXO N° 3. TÉRMINOS DE REFERENCIA DEL MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE
ANEXO N° 4. NORMAS DE CALIDAD PARA PRODUCTOS DE ECOPETROL
ANEXO N° 5. CONSTANTES FÍSICAS DE HIDROCARBUROS
ANEXO N° 6. MISCELAZIONE
ANEXO N° 7. ESQUEMAS DE PRODUCCIÓN DE PETROQUÍMICOS

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