Informe Técnico
Manejo Integral de Residuos en la Industria Petrolera
Química Área Tecnología Ambiental Agosto- Diciembre-2017
Presentado por: ELIZABETH HERNÁNDEZ REYES
Asesor Académico: Claudia Sanchez Meyo Asesor Técnico: María del Rosario Prado Salazar Asesor Técnico: Juan Javier Hernández Velarde Asesor Técnico: Miguel Ángel Fuentes García
Guadalajara, Jalisco, Diciembre 2017
Contenido ................................................................ ............................................. ....................................... ......................................... ............................ .... 3 1. Introducción......................................... ............................................................. ......................................... .................................... ......................................... ......................... .. 5 1.1 Antecedentes ...................................... ............................................................... ......................................... .................................... ....................... ..... 7 1.2 Definición del problema ........................................ ................................................................ ............................................. ....................................... ......................................... ............................ .... 8 1.3 Objetivo ......................................... ................................................................ .............................................. ..................................... ............... 9 1.3.1 Objetivos específicos ........................................ .............................................................. .......................................... ..................................... ......................................... ............................. ...... 10 1.4 Hipótesis ....................................... ............................................................... ......................................... .................................... ......................................... ....................... 11 1.5 Justificación ........................................ ................................................................ ............................................. ....................................... ........................................ ....................... 12 2. Fundamentos ......................................... ............................................................. ......................................... .................................... ......................................... ....................... 12 2.1 Marco teórico ...................................... .............................................................. ........................................ ................................... ................................... ................. 13 2.2 Marco contextual ....................................... .............................................................. .......................................... ..................................... ......................................... ............................. ...... 15 3. Metodología ....................................... ............................................................. ......................................... .................................... ......................................... ................................. .......... 16 4. Resultados ...................................... ................................................................ ............................................. ....................................... ................. 16 4.1Descripción del proceso ......................................... ............................................................... ......................................... ................................ .............. 22 4.2 Diagrama bloques/ proceso ........................................ .............................................................. .......................................... ..................................... ......................................... ............................. ...... 23 4.3 Balances ....................................... ............................................................. ........................................ .................................... .......................................... .......................... ... 24 4.3.1 Materia ...................................... ............................................................. ........................................ .................................... .......................................... .......................... ... 28 4.3.2 Energia ...................................... .............................................................. ......................................... .................... 28 4.4 Evaluación de Factores de Riesgos ....................................... ............................................................. ......................................... ................................ ............... 38 4.5 Manejo Integral de Residuos ..................................... ............................................................. ........................................ ............................. ............ 38 4.5.1 Identificación de Residuos ...................................... ............................................................. ......................................... .................................... .................. 43 4.5.2 Embalaje de Residuos ...................................... .............................................................. ......................................... ................................ ............... 44 4.5.4 Transporte de Residuos ...................................... .............................................................. .......................................... .................................... ........................... .......... 44 4.5.5 Disposición final ....................................... ................................................................ ............................................. ....................................... ........................................ ....................... 47 5. Conclusiones ......................................... .............................................................. ........................................ ................................... ...................................... .................... 48 6. Recomendaciones Recomendaciones ....................................... ............................................................. ......................................... .................................... ......................................... ................................. .......... 49 7. Bibliografía ...................................... ............................................................. .......................................... .................................... ......................................... ........................................ ................ 50 8. Anexos ......................................
1. Introducción La industria petrolera permite por medio de diferentes técnicas, obtener un má ximo de productos de gran valorización, Debido a esto las refinerías son los centros industriales que a través del petroleo crudo, estas manipulan enormes cantidades de materias primas y productos, entre otros, los cuales tienen un consumo intensivo de agua y energía. El punto del presente estudio radica en los procesos de almacenamiento y refino, ya que las refinerias generan emisiones a la atmósfera, el agua y el suelo, hasta el punto de que la gestión ambiental se ha convertido en un factor importante de su actividad. Los principales contaminantes generados por ambos sectores son los óxidos de carbono, nitrógeno y azufre; partículas (procedentes sobre todo de los procesos de combustión). Y compuestos orgánicos volatiles (COV). En una refinería se consumen grandes cantidades de agua, ya sea con fines de proceso de refrigeración, que se contamina con productos derivados del petroleo. Para el control de estos residuos se abarcan todos los aspectos del problema de desechos industriales, como la minimizacion a través de la reduccion, re-uso, reciclaje y recuperación; almacenamiento, transporte, destrucción, eliminación del sobrantes residual; instalación, operación y mantenimiento de las instalaciones de manipulación, tratamiento, anulación de desechos en el emplazamiento industrial propiamente dicho. En este trabajo se llevan a cabo los procesos y operaciones de la refinación del petroleo, generando un balance de materia y energía.
Para llevar a cabo un manejo integral de residuos es necesario conocer tambien los factores de riesgo que se presentan en los procesos de la industria, tanto quimicos como biologicos; por lo que se deben evaluar ciertos puntos d el proceso para evitar riesgos de mayor grado.
1.1 Antecedentes México cuenta con 6 refinerías propiedad de PEMEX (Petróleos Mexicanos) en Salina Cruz, Tula, Minatitlán, Cadereyta, Salamanca y Madero, con una capacidad de producción promedio de 1,092 miles de barriles por día (mdb). Sin embargo, hace tiempo que el gobierno cedió a la presión del gran capital internacional para quebrar la industria estatal de los petrolíferos (derivados del petróleo) en México para favorecer de las trasnacionales petroleras como Exxon, Chevron, BHP, responsables de las grandes las grandes catástrofes ambientales. (Bagundo ambientales. (Bagundo Gabriel, 2013). La refineria General Lázaro Cradenaas. Minatitlan Ver. Abastece de combustible de mercado, incluye el sureste del país y parte de la demanda del Distrito Federal, Puebla, el sur de Veracruz, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo. Hoy cuenta con 27 plantas industriales dedicadas a la produccion de energeticos, Tiene una extemsión de 800 hectareas, donde se ubican las instalaciones necesarias para procesar 190,000 barriles diarios de petroleo crudo y 30,000 barriles de liquidos para la mezcla de butanos. Ademas cuenta con un sector ubicado en la Cangrejkera Veracruz, donde existen 3 plantas que procesan diariamente 170,000 barriles de petroleo crudo (Pemex Refinación, 2013). El tratamiento de los residuos de la industria de hodrocarburos, comprende la disposición de los lodos acumulados en el fondo de los tanques de almacenamiento de combustibles, estos desechos contienen hidrocarburos que pueden ser recuperados y reutilizados en la industria de refinación, ademas de tener metales
pesados, hidrocarburos poliaromaticos de carácter canerigeno. (Rodríguez Hermman, 2014).
1.2 Definición del problema
El problema de contaminación causada por la refinación del petróleo surge a raíz del mismo debido a que es desintegrado, sometiéndolo a distintos procesos para obtener todo tipo de hidrocarburos, químicos, combustibles y materias primas químicas para la elaboración de productos. De este modo surgen los impactos ambientales negativos que resultan principalmente de las emisiones de gases tóxicos, descargas de efluentes, desechos sólidos, ruido, olor y efectos visuales o estéticos. Las emisiones atmosféricas constituyen las causas más significativas de dichos problemas, estas emanan de diferentes fuentes incluyendo la unidad de desintegracion catalica, los procesos de recuperación re cuperación de azufre, calentadores, desfogues, mecheros y almacenamiento de los productos o materias primas; por lo que las más importantes son las partículas, los hidrocarburos, el monóxido de carbono, los óxidos de azufre y de nitrógeno. La combinación de estas emanaciones puede causar olores nocivos que afectan a grandes areas alrededor de la refinería. En la refinación de petróleo se emplean grandes cantidades de agua para lavar los materiales indeseados de la corriente del proceso, para enfriamiento, producción de vapor y procesos de reacción. Entre los contaminantes principales que se encuentran en los efluentes de las refinerías depetróleo tenemos: aceite y grasa, amoniaco, compuestos fenólicos, sulfuros,ácidos orgánicos, cromo y otros metales. Además, existe el potencial para tener seria contaminación del agua superficial, el suelo y el agua freática debido a las fugas (Derrames) de las materias primas o productos.
Por ultimo, las refinerías generan grandes cantidades de desechos sólidos; los principales son las partículas catalíticas de las unidades de desintegración (Catalizadores gastados), finos de coque, sulfuros de hierro, medios de filtración, lodos distintos (de la limpieza de tanques, separadores de aceite y agua, sistemas de tratamiento de las aguas servidas), asbestos, chatarras. Por otra parte se tiene que los residuos de la actividad petrolera estan clasificados como residuos peligrosos (RP). Se calcula que en 1991 se generaron 5,292 miles de T/año de RP y se ha estimado que el 24% son derivados del petroleo, es decir, 130,183 T/año. Un informe de la SEDESOL menciona que los residuos anuales de los procesos de refinacion y petroquimicos de PEMEX alcanzan la cifra de 1.7 millones de T de residuos, de estos el 90.15% corresponde a despercios s emisolidos; 9.6% a liquidos y 0.25% a solidos, el 18% del total se consideran peligrosos. Los residuos reciclados representan 0.1% y se estima que solo 13% del total es susc eptible a ser reutilizado De acuerdo a la informacion de PEMEX, dos de los lugares mas contaminados por hidrocarburos a nivel nacional, son la refinería Lazaro Cárdenas y el Pantano de Santa Alejandrina, ambos ubicados en el sureste de México que son Veracruz y Tabasco (González & Quintero, 1995) 1.3 Objetivo Desarrollar un manejo integral de residuos generados por las refinerías de la industria petrolera, en el periodo de septiembre- diciembre, dentro de las instalaciones de la Universidad Tecnológica de Jalisco.
1.3.1 Objetivos específicos Conocer los procesos y operaciones que se llevan a cabo dentro de la industria de refinación del petroleo, generando un balance de entradas entradas y salidas de materia y energia del mismo. Identificar los residuos peligrosos de la industria de la refinación del petróleo, así como su identificación de acuerdo al código CRETIB Conocer el manejo que se les da a los residuos, especificamente los lodos aceitosos provenientes de distintas operaciones y así mismo realizar una lista de cotejo para la seguridad en cuanto a su manejo.
1.4 Hipótesis Es posible realizar un manejo integral de residuos generados por el proceso de refinacion del petroleo a partir de un d iagrama de procesos unitarios y conocimiento de los riesgos químicos y biológicos que estos residuos generan.
1.5 Justificación El presente trabajo de investigación es eficiente debido a los beneficicios que este abarca al momento de aplicar un manejo integral de residuos en la industria petrolera. Dentro de los principales beneficiarios se encuentra la empresa misma, puesto que al seguimiento que se le dará a los residuos es ta no tendrá problemas por su manejo y una cierta cantidad de residuos será minimizado por el aprovechamiento o reutilizacion al que serán sometidos. Por otro lado, en los beneficios ambientales se encuentra la reduccion de em isiones contaminantes a la atmosferá por el tratamiento y eliminacion de fugas que se llevan a cabo en el proceso de refinación del petroleo. Así mismo se verán beneficiadas las localidades aledañas a la industria de refino, con la minimización de emisiones de NO 2, SO2, COV y reducción de las contaminación del agua.
2. Fundamentos 2.1 Marco teórico Para iniciar y comprender el contenido de esta investigación es importante definir algunos aspectos importantes. Después de su extracción, el petroleo crudo no tiene us o; es por eso que se somete a un proceso de conversion de energía primaria a secundaria denominado refinación. Se conoce como refinación al conjunto de procesos que se aplican al petróleo crudo con la finalidad de separar sus componentes útiles, adecuando sus caracteristicas a las necesidades de la sociedad en cuanto a productos terminados. (Contaminación del ambiente por refinerias, 2009). Un manejo integral de residuos implica la adopcion de todas las medidas necesarias en las actividades de prevencion, minimizacion, separacion de la fuente, amacenamiento, transporte y exportacion de residuos peligrosos o no peligrosos para su tratamiento, eliminacion o disposicion final realizadas de manera apropiada para proteger la salud humana y el ambiente contra los efectos nocivos temporales o permanenetes que pueden derivarse de tales desechos. Para llevar a cabo un buen manejo integral de residuos deben tomarse en cuenta la seguridad y daños que puedan presentarse, por ello es necesario hacer un analisis de riesgos que tiene como objetivo identificar posibles puntos de fallos y accidentes de las instalaciones, evaluandose en posibles consecuencias de estos en caso de que ocurriesen, de forma que se puedan establecer medidas que eviten que estos ocurran o en su caso limiten o mitiguen sus posibles efectos.
2.2 Marco contextual HISTORIA La Universidad Tecnológica de Jalisco (UTJ) nace en el año 1999, como una alternativa de formación profesional que permite a los jóvenes de Jalisco y del occidente del país, incorporarse en el corto plazo al sector productivo, o bien continuar sus estudios a nivel profesional. Con el compromiso de ofertar programas educativos que atiendan las necesidades de la industria, la UTJ es líder l íder por los altos niveles de desempeño en c ompetencias profesionales de sus egresados, así c omo por sus programas, que son acr editados por organismos de educación superior reconocidos a nivel nacional e internacional. Entre los sectores industriales en los que la UTJ enfoca sus acciones educativas, se encuentran el de las Tecnologías de la Información, donde participamos en toda la cadena productiva, desde manufactura h asta desarrollo de software y animación, buscando dar sustentabilidad a esta discip lina con aportaciones en el ámbito de las Tecnologías Ambientales, Mercadotécnica y Comercialización, Mantenimiento Industrial y Automatización. MISIÓN La Universidad Tecnológica de Jalisco (UTJ) tiene como misión la formación de capital humano emprendedor con sólida preparación a través de programas
educativos de calidad desde su concepción y estructura psicopedagógica, hasta la obtención de una pertinencia social, académica y laboral. VISIÓN Dentro de su visión es una institución reconocida, que atiende los requerimientos del sector productivo de bienes y de servicios caracterizados por su calidad, pertinencia y relevancia. POLÍTICA AMBIENTAL Como politica ambiental la universidad establece ptimizar el uso de los recursos naturales, energéticos y de servicios con los que cuenta la Institución y Promover la educacion ambiental entre la comunidad universitaria. UBICACIÓN La UTJ se situa en la calle Luis J. Jiménez, número 577; Dentro de la colonia 1° de Mayo con código postal 44979 en la ciudad de Guadalajara, Jalisco. ENTORNO El entorno en que se situa la UTJ se considera una zona urbana de clase mediabaja establecida al borde del cerro del 4 y dentro de la misma se encuentra enc uentra la zona industrial de Guadalajara, en la cual se incluyen empresas de distintos giros como almidones, cementeras, galvanizadoras, silicatos entre otras comercializadoras; Así mismo se encuentra cerca de un canal de agua de descargas municipales a los alrededores de dicha institución. (Universidad Tecnológica de Jalisco, 2017).
3. Metodología
Asignación del giro industrial
Investigación de impacto ambiental de industria petrolera
Identificación de procesos y operaciones unitarias de refinación de petroleo
Investigacion de residuos generados por refinación de petroleo
Identificación y clasificación de residuos de acuerdo a normatividad correspondiente
Elaboración de diagramas
Analisis de riesgos químicos y biológicos del proceso de refinación
Investigación de embalaje y transporte de residuos
Elaboración de balance de materia y energía
Elaboración de manejo integral de residuos
4. Resultados 4.1Descripción del proceso La refineria convierte el petroleo crudo y produce una variedad de derivados a través de una serie compleja de reacciónes quimicas y cambis fisicos que se pueden englobar basicamente en las seis siguientes operaciones principales: Fraccionar: Se separa una mezcla de hidrocarburos liquidos en diversos grupos especificos que incluyen a la gasolina, el diesel, los combustibles y otras sustancias mas ligeras Desintegrar: Rompe los hidrocarburos grandes, convirtiendolos en compuestos mas pequeños y de mayor utilidad. La desintegración puede llevarse a cabo termica o cataliticamente Rearreglar: Con altas temperaturas y con catalizadores rearregla la estructura quimica de los hidrocarburos del petroleo. Algunos hidrocarburos de cadena lineal son transformados en hidrocarburos ciclicos o de cadena circular; del mismo mdos los hidrocarburos ciclicos son transformados. Combinar: Hace reaccionar dos o más hidrocarburos o no hidrocarburos, tales como el hidrógeno o el azufre, para obtener otros productos que son considerados como mejorados. Tratar: Convierte materiales contaminantes a una forma tal que puedn ser desechados al medio ambiente sin causar problemas ecoogicos.
Mezclar: Combinan diferentes tipos de liquidos para producir los materiales finales con ciertas propiedades deseadas Así, una refineria recibe petroleo crudo, fracciona, desintegra, reforma, combina y mezcla materiales para producir: gasolina con o sin mejorador de octanaje o tambien llamado antidetonane que es un compuesto oxigenado que se le adiciona a la gasolina, Gas licuado de petroleo o gas LP, combustóleos, asfaltos, coque y azufre como subproducto, agrega compuestos aditivos.Así como usa (genera y/o compra) una variedad variedad de servicios y materiales tales como la electricidad, aire, agua, nitrogeno, hidrogeno y catalizadores; fonalmente retorna materiales de desecho al medio ambiente, despues que se les ha dado un tratamiento adecuado para evitar la contaminación. Una refineria tipica podria ser subdividida en 12 procesos o unidades, aunque en ocasiones podrá contar con más, dependiendo de si se integran los procesos que elaboran compuestos oxigenados. En esta investigacion se mencionan de manera breve la relacion operacional que tienen estos procesos, asi como la funcin principal que cumplen, los flujos que manejan y los productos elaborados en cada uno de ellos como se puede ver en ela figura siguiente:
Destilacion primaria de crudo: Este proceso incia la refinación del petroleo y su función es separar los diferentes componenetes del crudo en una torre de destilación. Los productos del proceso son gas combustible, gasolina de destilacion directa, naftas ligera y pesada, combustoleos y crudo reducido (Ver figura 2) Destilación al vacío: En este proceso se alimenta el crudo reducido de la destilación primaria y su funcion es la separacion aún más de esta fracción realizando una destilación al vacío. Los productos obtenidos son los siguientes: gásoleos ligero y pesados, aceites lubricantes, asfalto, combustoleo pesado y la alimentación del coquizador. (Ver figura 3). Hidrodesulfurazión: En esta unidad se purifica la corriente alimentada eliminandole basicamente los compuestos de azufre, tambien se eliminan nitrógeno, óxigeno y metales pesados. Todo esto con objeto de p roteger los catalizadores empleados en otros procesos de la refinería. Los flujos de entrada que se manejan en este proceso
son hidrocarburos seleccionados de la destilación primaria con hidrógeno convirtiendo los compuestos de azufre con sulfuro de hidrógeno el cual se elimina de forma gaseosa. Los productos del proceso son: gasolina desulfurizada, naftas ligera y pesada desulfurizada o combustoleos desulfurizados o combustoleos cataliticos desulfurizados. (Ver figura 4) Reformación: La nafta desulfurizada se bombea a este proceso, el cual cumple la funcion de rearreglar los hidrocarburos por medio de desintegracion en catalizadores de platino – aluminio y bimetalico para producir gasolina de alto octáno. Los productos de la unidad son: gasolina reformada de alto octano, hidrogeno, gas combustible y residuos ligeros como los propanos y butanos. (Ver figura 5) Isomerizacíon: En este proceso se em plea como materia prima la gasolina producto de la destilación primaria y desulfurizada por la hidrodesulfurización. En este proceso tambien son rearreglados o reacomodados los hidrocarburos de la gasolina, en presencia de un catalizador de platino o de cloruro de aluminio. El producto es la gasolina de alto octano y gas combustible. (Ver figura 6) Desintegración catalítica: El gasoleo ligero producido en la destilación al vacío s irve esencialmente de carga en este proceso, el cual cumple la fucnion de romper los hidrocarburos de gasoleo con ayuda de un catalizador que normalmente es de compuestos de sílice – aluminio. Durante el proceso se forma coque ( depositos de carbón), que se deposita en el catalizador reduciendo con esto su actividad catalítica. El catalizador se regenera quemando el coque con aire. Los productos en
este proceso son gasolina catalitica, destilados ligeros y gasolina que se emplean como combustoleos destilados. (Ver figura 7). Alquilación: Los compuestos compuestos de 4 átomos de carbono, butilenos, butanos, y algunas algunas veces los de 3 átomos de carbono, propilenos, que provienen de otros procesos en la refinería, se hacen reaccionar en esta unidad de alquilación para reformar el alquilado ligero. En esta unidad se utiliza como catalizador el ácido fluorhídrico o ácido sulfúrico. Los productos del proceso son: alquilado ligero de a lto octano y gas licuado del petróelo o LP (Ver figura 8). Polimerización: En este proceso son aprovechados los polipropilenos que se producen en la desintegracion catalitica haciendolos reaccionar entre sí y en presencia de un catalizador con base en el ácido fosfórico o de silice. En este proceso se producen la gasolina de polimerización de alto octano y gas licuado del petróleo o LP. (Ver figura 9). Coquización: Los residuos de la destilación al vacío son desintegrados termicamente para convertirlos en combustibles ligeros y en coque. LÑos productos en este proceso son: gas combustible, nafta, gasóleos ligeros y pesados, junto al coque. (Ver figura 10). Recuperación de azufre: En varios procesos de una refinería se produce ácido sulfhídrico; en la mayoria de las hidrodesulfuradoras éste es recolectado en forma gaseosa o disuelto en soluciónes de amina y es convertido en materiales más comerciales que son el azufre y el ácido sulfhídrico. El producto de la undad es el azufre (Ver figura 11).
Mezclado de gasolina: En esta unidad se reciben todos los componentes para el mezclado de gasolinas, estas provienen de diferentes unidades. Una vez formada una mezcla se agregan aditivos que son compuestos oxigenados; éter metil terbutílico (MTBE) ó éter metil ter-amílico (TAME) que sirven como antidetonantes y que dan los grados de octanaje necesarios en las gasolinas con antidetonante de alto y bajo octano. Cuando no se les agrega ningún compuesto oxigenado se obtnenen las gasolinas de alto y bajo octano y gas olina de aviación. (Ver figura 12). Unidad de servicios auxiliares: En esta unidad se da soporte tecnico a los otros 11 procesos suministrándoles vapor de agua de alta, media y baja presión, electricidad, aire comprimido y agua de enfriamiento. En algunas refinerias se utiliza parte del vapor para producir electricidad y en otras la electricidad se compra y se utiliza totalmente el vapor generado en una caldera para los procesos. El calor necesario para la produccion del vapor prov iene del quemado de combustibles y deriv ados del petróleo de bajo valor comercial provenientes de los dife rentes procesos. (Ver figura 13).
4.2 Diagrama bloques/ proceso
4.3 Balances En la industria, la medio
de
separación de componentes volátiles que se realiza por
destilación, ya sea
en
columna
de
platos o en
columna
empacada, se lleva a cabo para la recuperacion de sub-productos de reacciones o purificación. En este tipo de operaciones es muy importante el considerar el balance de materiales para obtener una operación estable y calidad de los productos deseada.
4.3.1 Materia
Las torres de destilación indusrial para el petróleo poseen alrededor de 100 bandejas. Dentro del petróleo existen varios compuestos de los cuales se obtienen alrededor de 2.000 productos. La destilación fraccionada se realiza principalmente basándose en la temperatura de ebullición. Cada sustancia dentro del petróleo destila a distinta temperatura. Entonces, a apartir de una temperatura fija se obtiene una sustancia predeterminada. Por ejemplo: se calienta el crudo hasta los 100°C de donde se obtiene nafta, luego sigue calentando el petróleo restante para obtener otras sustancias buscadas en temperaturas hasta llegar a los 350 – 400 °C, temperatura en la cual el petróleo empieza a descomponerse. Es por esto que dentro de las refinerías se somete al petróleo crudo a determinadas temperaturas en distintas instancias. De este modo los componentes se van desprendiendo de una manera ordenada. En el siguiente cuadro se pueden ver distintos derivados [más importantes] del petróleo. El porcentaje de extracción respecto a la cantidad total del crudo la temperatura de ebullicion los productos a partir de la cantidad de homos de carbono de cada componente, se pueden ver en la siguiente tabla:
Las refinerias están compuestas por altas torres que contienen varios platos en los cuales se lleva a cabo el contacto entre la fase liquida y vapor. El vapor es generado
por medio de calentamiento del liquido de fondos que se compone basicamente de la sustancia menos volátil del sistema y por tanto está la mayor temperatura de la torre, mientras que el líquido líquido va descendiendo a través de la torre desde el primer plato, el cual es más rico en el componente más volatil y está con la menor temperatura de la torre, es obtenido del condensado del vapor más ligero. La alimentación de la torre puede consistir desde líquido subenfriado hasta vapor sobrecalentado, lo cual modifica el número de p latos necesarios para la separación deseada. El petróleo crudo pasa primero por un horno, donde se calienta [hasta un mínimo de 400°C] y se convierte en vapor, pasando luego hacia las torres. Una vez en las torres, los vapores ingresan por debajo y suben hasta llegar a las bandejas. Mientras los vapores van subiendo, se van enfriando, ya que pierden calor y se depositan automaticamente en sus respectivas bandejas. Luego de entrar en las bandejas, cada sustancia tiene ya su lugar determinado, mientras que el resto del petróleo que no se evaporó *crudo reducido* cae hacia la bas. De esta manera se obtienen: grasas, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano. Los demás derivados del petróleo se obtienen luego, al realizarse otros procesos químicos al crudo reducido. Las diferentes torres de destilación se podrán clasificar de la siguiente manera:
PROCESO
MATERIAL ENTRANTE
PRODUCTO FINAL
Destilación al vacío
Crudo reducido
Gases, Parafinas, Residuos
Craqueo catalítico
Gases, Crudo reducido
Gasolina, Gas propano
Recuperación de
Gases ricos de otras
Combustible, Gas
vapores
plantas
propano, Butano, Propileno
Mezclas
Naftas
Gasolina motor, extra y corriente
Unidad de parafinas
Destilados paraficos y
Parafinas y bases
naftacos
lubricantes, azufre, combustible
En promedio, por cada barril de petróleo que entra a una refinería se obtiene 40 y 50% de gasolina.
4.3.2 Energia Tras la desalinización y purificación del crudo, se procede a fraccionarlo en sus componentes individuales en columnas de destilación. El crudo, a temperaturas que pueden alcanzar hasta 400°C [752°F] y en su mayor parte en forma gaseosa, se introduce en la columna de destilación, donde se condensa en bandejas intermedias a temperaturas diferentes. Cuanto más bajo sea el punto de ebullición de los productos, más ascenderá cada condensado. La medición de la temperatura, de la presión y del nivel del producto es de gran importancia para asegurar un fucnionamiento optimo de la clumna de destilación.
4.4 Evaluación de Factores de Riesgos
Dentro de las refinerias es necesario utilizar procedimientos operativos, metodos de trabajo seguros, prendas y equipos de pro teccion personal tanto respiratoria debido a la exposicion de sustancias quimicas, las particulas, el calor y el ruido. Por lo que se agregan las siguientes listas de verificación para el uso de equipo de seguridad y protección personal durante la operación. Es importante conocer las instalaciones, así mismo la normatividad aplicable, por lo que se verifican en listas los mobiliarios para evitar accidentes en caso de que estos no se encuentren en buen estado para su manipulación.
LISTA DE CHEQUEO PARA EL DIAGNOSTICO DE LOS AMBIENTES DE TRABAJO
4.5 Manejo Integral de Residuos 4.5.1 Identificación de Residuos Las instalaciones destinadas a la refinación de petróleo producen, utilizan y almacenan cantidades significativas de materiales peligrosos, incluidas materias primas, productos acabados, semiacabados y productos derivados. Dentro de los residuos peligrosos se encuentran los catalizadores agotados que proceden de las distintas unidades de procesos de la refinación del petróleo, incluido el pretratamiento y el reformador catalítico, entre otros. Así mismo entre los residuos peligrosos se incluyen
disolventes, filtros, filtros, esencias minerales, edulcorantes
usados, aminas agotadas en la eliminación de CO 2 , H 2S Y COS, filtros de carbón activado y lodos aceitosos procedentes de los separadores de aceite-agua; Otros residuos peligrosos, incluidos los lodos contaminados, los lodos procedentes de la purificación del circuito de bomba de agua, tamices moleculares agotados y alumina agotada procedente de la alquilación con ácido fluorhídrico, se pueden generar en los depósitos de almacenamiento de crudo, en el desalado y fraccionamiento. De acuerdo a la NOM-052-SEMARNAT-2005 que establece las características, proceso de identificación, clasificación y listados de residuos peligrosos, los residuos mencionados anteriormente son enlistados y clasificados de la siguiente manera junto al etiquetado de acuerdo a la NOM-003-SCT/2008 :
Clasificación de residuos por fuente específica: RESIDUO
CPR
Catalizadores gastados del proceso de hidrocracking catalítico de residuales en la refinación del petróleo
LODOS DE LA SEPARACION PRIMARIA DE Tt ACEITE/AGUA/SOLIDOS DE LA REFINACION DEL PETROLEO-CUALQUIER LODO GENERADO POR SEPARACION GRAVITACIONAL DE ACEITE/AGUA/SOLIDOS DURANTE EL ALMACENAMIENTO O TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE PROCESO Y AGUAS RESIDUALES ACEITOSAS DE ENFRIAMIENTO, DE REFINERIAS DE PETROLEO. TALES LODOS INCLUYEN, PERO NO SE LIMITAN, A AQUELLOS GENERADOS EN SEPARADORES DE ACEITE/AGUA/SOLIDOS; TANQUES Y LAGUNAS DE CAPTACION; ZANJAS Y OTROS DISPOSITIVOS DE TRANSPORTE DE AGUA
CLAVE
I , Tt
E4 /01
E4 /02
Etiquetado
PLUVIAL, LODOS GENERADOS DE AGUAS DE ENFRIAMIENTO SIN CONTACTO, DE UN SOLO PASO, SEGREGADAS PARA TRATAMIENTO DE OTROS PROCESOS O AGUAS DE ENFRIAMIENTO ACEITOSAS Y LODOS GENERADOS EN UNIDADES DE TRATAMIENTOS BIOLOGICOS LODOS DE SEPARACION SECUNDARIA Tt (EMULSIFICADOS) DE ACEITE/AGUA/SOLIDOS. CUALQUIER LODO Y/O NATA GENERADO EN LA SEPARACION FISICA Y/O QUIMICA DE ACEITE/AGUA/SOLIDOS DE AGUAS RESIDUALES DE PROCESO Y AGUAS RESIDUALES ACEITOSAS DE ENFRIAMIENTO DE LAS REFINERIAS DE PETROLEO. TALES RESIDUOS INCLUYEN, PERO NO SE LIMITAN A, TODOS LOS LODOS Y LAS NATAS GENERADAS EN: UNIDADES DE FLOTACION DE AIRE INDUCIDA, TANQUES Y LAGUNAS DE CAPTACION Y TODOS LOS LODOS GENERADOS EN UNIDADES DAF (FLOTACION CON AIRE DISUELTO). LODOS GENERADOS DE AGUAS DE ENFRIAMIENTO SIN CONTACTO, DE UN SOLO PASO, SEGREGADAS PARA TRATAMIENTO DE OTROS PROCESOS O
E4 / 03
AGUAS DE ENFRIAMIENTO ACEITOSAS, LODOS Y NATAS GENERADOS EN UNIDADES DE TRATAMIENTOS BIOLOGICOS LODOS DEL SEPARADOR API Y CARCAMOS EN LA Tt REFINACION DE PETROLEO Y ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS DERIVADOS LODOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS Tt
LODOS DE LA LIMPIEZA DE LOS HACES DE TUBOS DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR, LADO HIDROCARBURO
Tt
NATAS DEL SISTEMA DE FLOTACION CON AIRE DISUELTO (FAD) EN LA Tt REFINACION DE PETROLEO Y ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS DERIVADOS
SOLIDOS DE EMULSION DE ACEITES DE BAJA CALIDAD EN LA INDUSTRIA DE REFINACION DE PETROLEO
Tt
E4 / 04
E4 / 05
E4 / 06
E4 / 07
E4 / 08
Clasificación por tipo de residuos, sujetos a condiciones particulares de manejo – listado 5 RESIDUO AMINAS GASTADAS, FILTROS DE AMINA CONTAMINADA, LODOS DE AMINA, SOLUCION ACUOSA DE AMINA CONTAMINADA, PRODUCTOS DE LA DEGRADACION DE LA AMINA, ASI COMO SOLIDOS RECUPERADOS (FONDOS) PROVENIENTES DEL PROCESO DE ENDULZAMIENTO DEL GAS Y CONDENSADOS AMARGOS. OTROS PRODUCTOS DE LA DEGRADACION DE AMINAS DEL PROCESO DE ENDULZAMIENTO, CRACKING Y FRACCIONAMIENTO DE AZUFRE
CPR
CLAVE
T
RP 7/22
ETIQUETADO
4.5.2 Embalaje de Residuos De acuerdo a la NOM-003-SCT/2008 el embalaje adecuado para el manejo de residuos peligrosos provenientes de la refinación de petróleo como se menciono anteriormente, estos deben ser Metálico completamente hermético para los tóxicos, en el caso de los lodos provenientes de los enfriamientos, lodos aceitosos, entre otros. Para los catalizadores gastados deben ser metálico, evitando hasta donde sea posible la acumulación de electricidad estática, debido a la inflamabilidad de este establecido por el código CRETIB correspondiente al residuo. Por otro lado si el res iduo es sólido debe ser deposi tado en contenedores, en cuanto a los residuos liquidos, los contenedores de estos deberán estar cerrados con dos tapones yllenados al 85% como máximo de su capacidad total.
4.5.4 Transporte de Residuos Para el manejo adecuado, dentro del marco legal, se establecerá un control documental a través del manifiesto de Entrega- Recepción, en el cual se indicarán claramente, los datos del generador (nombre, punto de generación y datos generales de la persona autorizada para firma del manifiesto), volumen, fecha y hora de salida. En el segundo apartado se indicarán los datos del transportista, razon social, tipo de unidad, numero de placas, numero economico y datos del operador de la unidad. Así mismo establecerá la ruta de transito. Finalmente, una vez que la unidad llegue al centro de tratamiento, se llenará el tercer apartado indicando el tipo de material y corroborando los datos de la unidad, el operador y el volumen recibido, sellando y firmando la persona autorizada al calce del formato y del apartado. (ANEXO. A.). El transporte de residuos será através de transportes góndola establecidos por la empresa TRISA, que son certificados por SEMARNAT, PROFEPA, SCT, NRA, EPA, entre otros. Los residuos se descargarán en una celda de recepción de 10m por 20m por 1.50m techada, con bordo perimetral de 0.20m con piso y bordos p erimetrales de cemento. Como medida de seguridad y para un mejor manejo de material a tratar, se llenará al 85% de su capacidad total.
4.5.5 Disposición final
El tratamiento de los residuos transportados se propone realizarlo a través de las tecnologías de lavado y degradación biológica Desde el momento mismo en que se inicia la descarga del material en la celda de recepcion, se inicia el proceso de lavado dosificándole el desengrasante con unidades de presión y a una temperatura entre los 45°C – 60°C aprovechando este movimiento e intensificándolo mecánicamente mediante la inyección de aire y mezclado, entre otros. Concluida la aplicación se suspende el mezclado para favorecer el escurrimiento del producto del lavado hacia la fosa de lixiviados, de donde es trasvasado hacia uno de los tanques de recepción a la planta de tratamiento de agua residual industrial, en este se realiza la recuperación y trasvase del hidrocarburo separado al tanque de almacenamiento. El agua es tratada mediante un proceso fisico químico de floculación – coagulación – sedimentación, pudiendo reutilizar esta agua nuevamente el tratamiento y/o en
actividades de limpieza de góndolas o áreas de servicio. El excedente se analiza y descarga en el punto autorizado en cumplimiento con lo establecido en la normatividad ambiental vigente y aplicable. Concluido el lavado, se trascasa el material a la celda de tratamiento, aprove chando este movimiento para dosificar microorganismos tipo A1 no tránsgenicos, aplicados mediante proceso de bio-aumentación y mezclados con macro y micro nutrientes, ácidos húmicos y aceleradores biológicos, mezclando con inyección de aire, maquinaria pesada y/o recirculación con unidades de bombeo.
Dentro de la siguiente tabla se encuentran los tatamientos correspondientes a cada residuo generado en la refinación de petróleo: No. 1
2
3
4
RESIDUO
TRATAMIENTO
MANEJO, TRANSPORTE Y DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS
INCINERACIÓN / CO-
ACEITOSOS
PROCESAMIENTO
MANEJO, MANEJO, TRANSPORT TRANSPORTE E Y DISPOSICI DISPOSICI N FINAL FINAL DE S LIDOS
RECICL RECICLAJE AJE / INCIN INCINERAC ERACII N /
IMPREGNADOS DE HIDROCARBUROS
CO-PROCESAMIENTO
MANEJO, MANEJO, TRANSPO TRANSPORTE RTE Y DISPOSICI DISPOSICI N FINAL DE
RECICLAJE / CO-
CATALIZADOR AGOTADO CONTAMINADO
PROCESAMIENTO
MANEJO, MANEJO, TRANSPORTE TRANSPORTE Y DISPOSICI DISPOSICI N FINAL DE ENVASES
RECICLAJE / CONFINAMIENTO
Y/O TAMBORES VACÍOS C ONTAMINADOS
5
6
MANEJO, MANEJO, TRANSPORT TRANSPORTE E Y DISPOSICI DISPOSICI N FINAL DE LODOS DE
RECICLAJE / INCINERACIÓN /
PROCESO
CO-PROCESAMIENTO
MANEJO, MANEJO, TRANSPO TRANSPORTE RTE Y DISPOSICI DISPOSICI N FINAL DE
INCI INCINE NERAC RACII N / COCO-
ELEMENTOS FILTRANTES C ONTAMINADOS
PROCESAMIENTO
5. Conclusiones Se concluye que es posible realizar un manejo adecuado de residuos generados por la industria de la refinación de petróleo. El manejo integral de los mismo puede llevar a cabo una reducción de emisiones a la atmósfera y de acuerdo a la evaluación de riesgos se pueden evitar las fugas en tuberías con una revisión constante
Commented [rs1]: DEBES DE EXPLICAR DE UNA FORMA MÁS AMPLIA SI SE RESUELVE EL PROBLEMA O SI SÓLO EN PARTE Y POR QUÉ
SI SE CUMPLEN LOS OBJETIVOS Y LA HIPÓTESIS Y EN QUÉ MEDIDA
6. Recomendaciones La biorremediación es tal vez, la tecnología más útil para tratar desechos relacionados con Hidrocarburos, al ser de bajo costo en la transformación a ácidos grasos, aldehídos, cetonas y en el caso de compuestos persistentes en suelos o matrices acuosas, como hidrocarburos aromáticos pocíclicos o biofenílicos policrodados, se deben utilizar tecnologías para incrementar la biodegradabilidad, debido a que la mayoría de las refinerías no da un tratamiento adecuado de los mismos.
7. Bibliografía Corporativo SEG. (2014). Manejo integral de residuos en instalaciones petroleras. 2017, de proteccion-ambiental Sitio web: http://segmx.com/proteccionambiental/manejo-integral-de-residuos-en-instalacionespetroleras.html IFC. (30 Abril 2007). Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad para la refinación del petróleo. 2017, de ifc.org Sitio web: https://www.ifc.org/wps/wcm/connect/2514d80048855bc88a0cda6a65 15bb18/Petroleum%2BRefining%2B-%2BSpanish%2B-%2BFinalrev%2Bcc.pdf?MOD=AJPERES GrupoIndustralTabascoS.ADEC.V (2016) Bosques de Sloya.Nacajuca Tab.SEMARNAT.GOB, Recuperado de http://sinat.semarnat.gob.mx/dgiraDocs/documentos/tab/estudios/2009/ 27TA2009I0016.pdf SEMARNAT, INE y PEMEX REFINACIÓN. (2006). Estudio de evaluación socioeconómica del proyecto integral de calidad de combustibles. Reducción de azufre en gasolinas y diesel. Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, Instituto Nacional Nacional de Ecología y Pemex Refinación. Estudio. México. 77p. Petróleos Mexicanos.(04 Abril 2011). Historia de petróleos Mexicanos. Obtenido de http://www.Pemex.com/index.cfm?action- content§ionID1&catID10004
8. Anexos
FIGURA. 2 Destilación primaria.
FIGURA. 3. Destilación al vacío
FIGURA. 4. Hidrodesulfuración
FIGURA. 5. Reformación.
FIGURA. 6. Isomerización.
FIGURA. 7. Desintegración catalítica
FIGURA. 8. Alquilación
FIGURA. 9. Polimerización.
FIGURA. 10. Coquización
FIGURA. 11. Recuperación de azufre
FIGURA. 12. Preparación o mezclado de gasolinas (el mejorador de octanaje es un compuesto oxigenado que puede ser MTBE ó TAME )
FIGURA. 13. Unidad de servicios auxiliares
ANEXO. A. Manifiesto de entrega, transporte y recepción de residuos peligrosos.
ANEXO. B. Aviso de inscripción como empresa generadora generadora de residuos peligrosos
ANEXO. C. Reporte semestral de residuos peligrosos enviados para su reciclaje, tratmiento o disposición final
ANEXO. D. Pago de derechos como empresa generadora de residuos peligrosos.
ANEXO.E. Reporte mensual de resiudos peligrosos generados generados en instalaciones.
ANEXO. F. Manifiesto de control interno para ingreso de residuos peli grosos al centro de almacenamiento temporal
ANEXO. G. Manifiesto para ingreso de residuos aceitosos al cárcamo recuperador de l a planta de tratamiento de efluentes
ANEXO. H. Hoja de control de actualización del procedim iento.
