Antes de entrar de lleno en explicar los diferentes constituyentes de una refinería creo que es importante entender como está constituido el petróleo y cuáles serán los objetivos de la refinería a la hora de trabajar con él. Todo ello se recoge en este artículo mientras que en siguientes escritos me centraré en los diferentes procesos que se llevan a cabo dentro de una refinería.

 

ORIGEN Y FORMACION DEL PETROLEO

El petróleo es materia orgánica formada principalmente por hidrocarburos y de naturaleza fósil, resultado de la transformación de la materia de origen vegetal durante largos periodos de tiempo. Se le conoce también con el nombre de “crudo”, indicando que no es un producto de uso inmediato sino que hay que transformarlo.

El estado fluido del petróleo le ha dado facilidad de movimiento al yacimiento, encontrándose en lugares distintos al de su formación. Los hidrocarburos formados son impulsados por las altas presiones y emigran a través de las capas porosas de la corteza hasta encontrar formaciones biológicas donde se retienen, generalmente una falla o una anticlinal. A los hidrocarburos  líquidos formados le acompañan gas y agua salada (distribuidos por densidad). El agua salada justifica su origen marino.

alt

La extracción del petróleo se produce por perforación de las capas superiores al yacimiento. Si el yacimiento tiene suficiente presión el petróleo ascenderá y si no la tiene, se presuriza (con gas o agua).

La materia prima básica para la obtención del vidrio es el silicio el cual se obtiene a partir de rocas magmáticas. Los componentes principales de estas rocas son el feldespato y el cuarzo. El feldespato es un silicato de aluminio que siempre se encuentra en presencia de elementos alcalinos. El sílice y alúmina que se encuentran en el feldespato se disgregan químicamente para mostrar su forma gel (es decir, se forman el gel de sílice y alúmina). La coagulación de dichos geles da lugar a la formación de minerales de sílice y alúmina los cuales son conocidos como minerales arcillosos.

Al disgregarse el feldespato queda libre el cuarzo de la roca, el cual no experimenta cambios de carácter químico. De todos modos, el cuarzo se disgrega física o mecánicamente para así obtener lo que conocemos como arena.  El sílice se encuentra en forma de cuarzo en la naturaleza y muestra la siguiente conformación cristalina:

alt

 

La afinidad intermolecular que se establece entre los diferentes tetraedros justifica la elevada temperatura que hay que alcanzar para fundir el cuarzo. Si se funde el cuarzo, este pierde su cristalinidad obteniéndose un fluido de alta viscosidad. Si una vez fundido este se vuelve a solidificar, los tetraedros se mantienen ordenados mientras que con la estructura no ocurre lo mismo. Esta situación o estado se conoce como estado VITREO. En la siguiente figura se pueden comparar la estructura del cuarzo (ordenado) y del estado vítreo (desordenado).

A partir de la electrolisis de la sal (NaCl) se puede obtener sosa  y cloro (además de H2 como subproducto):

2 NaCl+ 2H2O → 2 NaOH + Cl2 + H2

Para la descomposición de la sal se diferencian tres tecnologías:

  • Células de diafragma
  • Células de cátodo de mercurio
  • Células de membrana

La tecnología de células de membrana se puede considerar como nueva mientras las otras dos se pueden definir como clásicas. Mientras las células de diafragma se basan en tecnología de Estados Unidos, la de mercurio tiene sus bases en Europa.

CELULAS DE DIAFRAGMA

La instalación consta de tres secciones:

  1. Purificación de la salmuera
  2. Sección electrolítica
  3. Tratamiento de los productos

 

1. Purificación de la salmuera

Suele ser normal que en la sal se encuentre iones tales como Ca2+, Mg2+ o Fe+3 y hay que retirarlos ya que en condiciones alcalinas precipitan pudiendo romper el diafragma. Estos iones se separan por precipitación, en forma de carbonato o hidróxido.

Una vez purificada la salmuera esta se vuelve a saturar para ello utilizando una sal que no tenga los iones arriba mencionados.

Durante miles de años, la preservación de la comida ha sido fundamental para los humanos, y ha condicionado su supervivencia y expansión en cualquier clima. Durante las décadas recientes, la pasteurización y esterilización han tenido un gran crecimiento, especialmente en la conservación de los productos alimentarios, dispositivos médicos y farmacéuticos. Mientras que los procesos clásicos, que utilizan calor no se pueden usar para productos que sean sensibles a la temperatura, ha habido un gran rechazo a procesos basados en la irradiación o productos químicos ( tales como el peróxido de hidrógeno o el óxido de etileno) por muchas razones incluyendo costes, seguridad y cuestiones medioambientales.

Los organismos vivos son sensibles a su entorno en el que mantienen su actividad metabólica dentro de estrechos límites de temperatura, pH, presión hidrostática y composición química, aunque una gran variedad de organismos simples son capaces de vivir bajo extremas condiciones ( p. eje bacterias termofílicas en zonas de mares profundas).

Desde hace tiempo, los tratamientos con altas presiones se han usado para el control y esterilización de las industrias alimentarias, - especialmente en Japón, donde la irradiación nunca ha sido aceptada-, como una alternativa al tratamiento con temperatura, que generalmente degrada la calidad del producto ( aspecto, sabor, contenido vitamínico, etc). Sin embargo, la presión hidrostática requerida para una esterilización eficiente es extremadamente alta ( 4000-8000 bar y los tiempos de tratamiento son también considerables, lo que incrementa los costes de una manera que lo hacen incompatible con lo que cualquier mercado está dispuesto a pagar.

Desde hace unos 20 años o más se conoce la posibilidad de utilizar fluidos supercríticos, como una variante mucho más barata en varios procesos, trabajando a menores temperatura, donde el producto entra en contacto con dióxido de carbono, adicionado con agua, etanol u otros aditivos, tales como ácido acético o peróxido de hidrógeno.

Más recientemente, se ha puesto mucha atención en la pasteurización de productos alimenticios por fluidos supercríticos, con especial atención a la inactivación de esporas, que se sabe son muy resistentes al calor, radiación y agentes químicos. Además, algunos investigadores trabajaron en la inactivación de virus en fracciones de plasta o implantes.