Etanol

Biorrefinería Integrada

Una biorrefinería integrada es una instalación que integra los distintos procesos de conversión de biomasa y equipos para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa. Este concepto es análogo al de una refinería tradicional, que produce múltiples combustibles y productos derivados del petróleo. Mediante la producción de varios productos, una biorrefinería puede sacar ventaja de los distintos componentes de la biomasa y los productos intermedios, maximizando así el valor derivado de la biomasa.

Metanol

Seguridad del Metanol

El metanol presenta riesgos significativos que requieren medidas de seguridad estrictas:

• Alta inflamabilidad: Forma mezclas explosivas con el aire.
• Almacenamiento: Debe realizarse en tanques de techo flotante o fijo.
• Prevención de ignición: Es crucial evitar fuentes de ignición y la presencia de sustancias oxidantes.
• Extinción de incendios: No se deben apagar incendios de metanol con agua, ya que es miscible.
• Llama invisible: Sus llamas son invisibles a la luz del día, lo que dificulta su detección visual.
• Riesgos para la salud: Daña el Sistema Nervioso Central (SNC) y puede producir ceguera.
• Detección olorosa: Se detecta por olor entre 2000-3000 ppm, pero el límite de exposición es de 200 ppm.
• Equipos de protección personal (EPP): Se necesitan guantes, gafas, trajes de protección y equipos autónomos de respiración.

Amoniaco

Reformador

Un reformador es un reactor de altas temperaturas formado por una serie de tubos rellenos de catalizador, situados en la parte radiante de un horno que aporta la energía precisa para la reacción.

Reformado con Vapor

El reformado con vapor es el proceso mediante el cual se produce gas de síntesis (H₂, CO y CO₂) a través de una reacción catalítica con vapor de agua a alta temperatura y presión, a partir de hidrocarburos de fracción ligera.

Accidente de Amoniaco en Texas

Día antes del accidente:

• Se cerraron válvulas de aislamiento y alivio antes de un intercambiador por mantenimiento.
• Estas válvulas no se volvieron a abrir.

Día del accidente:

• Se cerró una válvula de bloqueo, aislando la válvula de control de presión.
• Se conectó una línea de vapor a la de proceso para limpiar la tubería.
• El vapor llegó al intercambiador y calentó el NH₃, aumentando la presión.
• Como la válvula estaba aislada, no pudo enviar el NH₃ a venteo.
• La presión ascendió hasta la ruptura violenta, produciéndose la liberación de NH₃.

Reformado Catalítico de Naftas

Gestión de Cambios (MOC)

El Management of Change (MOC) es un sistema de revisión de seguridad para las modificaciones en las instalaciones de proceso, el material de proceso, la organización y las prácticas estándar de operación.

Accidente en Reformado Catalítico

Descripción de los detalles técnicos del accidente:

• Se produjo una fuga en una tubería que se intentó reparar in situ.
• No se requirió que las fuentes de ignición estuvieran controladas antes de abrir los equipos.
• Se intentó aislar la sección previamente, pero la válvula de bypass no funcionaba.
• Al cortar la tubería, se observó nafta, que fue aspirada por vacío.
• La nafta se vaporizó rápidamente y se incendió por contacto con las paredes del stripper.

Coquización

Definiciones Clave

• Nafta: Es una mezcla de hidrocarburos líquidos de 5 a 11 átomos de carbono.
• GLP (Gas Licuado del Petróleo): Son propano, butano y sus mezclas, que se almacenan y transportan a presión para mantenerlos en estado líquido.
• Pirólisis: Conversión térmica de combustibles sólidos en ausencia completa de agente oxidante o con un suministro limitado del mismo.
• Gasificación: Es una oxidación parcial a temperaturas elevadas de compuestos de carbono. Se produce a 800 °C para minimizar la producción residual de brea e hidrocarburos en el gas producido (syngas).

Accidente en Silver Eagle, Utah

• Incidente: Incendio y explosión de una tubería, con una bola de fuego, debido a la liberación de una nube de gas H₂ a la atmósfera.
• Causas: Deficiente integridad mecánica y una revisión y mantenimiento inadecuados (realizados por una subcontrata). El espesor de la tubería no era preciso y era deficiente.

Biomasa

Características y Usos del Bioaceite

El bioaceite es un líquido marrón oscuro con una composición similar a la biomasa. Es una mezcla de hidrocarburos oxigenados con un 20-30% de agua. Posee aproximadamente el 40% del poder calorífico del diésel y es inmiscible con derivados del petróleo. Su uso principal es como sustituto de combustibles fósiles.

Destilación de Petróleo

Procesos de Refinería

1. Procesos de Separación:

• Destilación Atmosférica: Extrae hidrocarburos del crudo sin afectar su estructura molecular.
• Destilación a Vacío: Recupera destilados pesados del residuo obtenido en la destilación atmosférica.

2. Procesos de Transformación:

• Reformado Catalítico: Aumenta el octanaje de la gasolina obtenida de la destilación atmosférica.
• Isomerización: Aumenta el octanaje de las naftas.

3. Procesos de Conversión:

• Coquización: Craqueo térmico para obtener gasolinas. El residuo obtenido es un carbono casi puro (coque).
• Visbreaking: Transforma el residuo pesado de una torre de destilación en compuestos más ligeros, disminuyendo la viscosidad.
• Craqueo Catalítico: Reduce hidrocarburos pesados a ligeros mediante el uso de un catalizador.

Extracciones Laterales de la Columna Atmosférica

Las extracciones laterales son puntos donde se retiran fracciones líquidas con diferentes puntos de ebullición a lo largo de la columna de destilación atmosférica.

¿Cómo Contribuye el Vapor en la Columna de Vacío?

El vapor en la columna de vacío contribuye de varias maneras a facilitar la operación:

• Limita la temperatura de calentamiento y reduce la formación de coque en el horno.
• Mantiene baja la presión parcial de los hidrocarburos, a la vez que actúa como stripping del residuo en el fondo de la torre.

Proceso Fischer-Tropsch

Aprovechamiento de Materias Primas

• Pirita:
  • Cenizas para la siderurgia.
  • Gases de tostación para la obtención de H₂SO₄.
• Caliza:
  • Producción de cementos Portland.
  • Tras transformación térmica a cal: producción de acero, conglomerante, aplicaciones medioambientales.
• Piedras Fosfáticas:
  • Calentamiento → Fósforo rojo (bombas incendiarias, cerillas).
  • Combustión → P₂O₅ → Fertilizantes.
• Árbol Vivo:
  • Trementina: Arrastre con vapor → Producción de hidrocarburos y rectificación → disolvente, alcanfor y polímeros.
  • Caucho Natural: Coagulación + malaxación + vulcanización.
• Flora Marina:
  • Algas rojas o pardas.
  • Espesantes, cosmética, cultivo de microorganismos.
• Árbol Muerto:
  • Celulosa: Obtenida de 3 formas:
  1. Aglomeración (trementina y tall oil).
  2. Transformación química (fibras, plásticos, explosivos).
  3. Hidrólisis (lignina o azúcares).

• Conversión Bioquímica: Hidrólisis, fermentación, catálisis.
• Conversión Termoquímica: Gasificación (producción de alcoholes), pirólisis (bioaceite).

• O₂ y N₂ (proceso Linde).
• Gases nobles.

• Generación de energía, calentamiento/enfriamiento, incorporación en producto.
• Tratamientos: Intercambio iónico, proceso cal-carbonato.
• Desaireación: Eliminar O₂ disuelto (medios físicos o químicos). Agentes químicos.
• Desalinización: Electrodiálisis, ósmosis inversa.

Oxosíntesis

Accidente con Propileno en Texas (2005)

Detalles técnicos del accidente (unidad de olefinas):

• Impacto en una válvula, lo que provocó la liberación de propileno.
• Se creó un charco y una nube de vapor.
• Se evacuó la planta y el equipo de respuesta ante accidentes intervino.
• Se intentó acceder a las válvulas manuales, pero eran inaccesibles.
• Se produjo un incendio del charco y una explosión, resultando en el colapso de la unidad.

Obtención de Hidrógeno

Conversión Húmeda

La conversión húmeda es la eliminación del CO del syngas mediante su conversión a CO₂, reaccionando con H₂, lo que genera hidrógeno adicional.

Accidente de Piper Alpha (Refinería, Mar del Norte, 1988)

Causas técnicas y operativas:

• Mantenimiento de una bomba en una unidad de procesamiento de gas natural.
• Se retiró la válvula de alivio y el hueco quedó abierto (sin taparse con brida ciega) en la línea de descarga.
• Cambio de turno: el supervisor no avisó a los nuevos operadores sobre el estado de la bomba, lo que constituyó una grave falta de comunicación.
• Fallo de la bomba primaria, lo que llevó a la puesta en funcionamiento de la segunda bomba sin conocimiento de su estado.
• Explosión del condensado por el hueco, lo que provocó un incendio y una explosión que se incrementó con la ruptura de las líneas de transporte de gas.
• El sistema de agua contra incendios estaba en posición manual debido a trabajos de submarinistas, lo que impidió su activación automática.

Accidente en Planta de Hidrógeno (1996)

Lugar y Consecuencias:

• Planta de producción de hidrógeno.
• Emisión e incendio de gas con presencia de hidrógeno.
• Daños en los equipos situados en las proximidades de la emisión.
• Ningún herido ni fallecido a causa del accidente.

Detalles Técnicos:

• Rotura en una tubería de acero inoxidable.
• Situada en la sección de reformado de metano con vapor.
• Función: realizar un bypass del gas de proceso hacia el reactor shift de alta temperatura durante el arranque del proceso.
• Gas de proceso expulsado a alta presión hacia el interior de la sección de reformado de la planta.
• Componentes del gas: Hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua, metano.
• Autoignición del gas, provocando el incendio.
• Daños en equipos próximos a la zona de rotura.
• Respuesta adecuada del sistema de control: se interrumpió el proceso, limitando la cantidad de gas expulsado.
• Llegada de servicios de emergencia en pocos minutos.
• Extinción del incendio 10 minutos después de su llegada.

Causas del Accidente:

• Generación de hidróxido potásico en el proceso.
• Fuente más probable de potasio: catalizador utilizado en el reformador.
• Tubería de acero inoxidable no resistente a la corrosión.
• Disposición inadecuada de la tubería, que permitió la acumulación de condensados de agua y disolución concentrada de hidróxido potásico en un punto bajo.

Medidas Tomadas a Raíz del Accidente:

• Sustitución de la tubería dañada por una nueva resistente a la corrosión (material: 1-1/4 Cr, ½ Mo).
• Cambio en la disposición de la tubería para evitar la acumulación de condensados.
• Evaluación completa de materiales utilizados en planta.
• Sustitución de una gran cantidad de tuberías a lo largo del proceso por tuberías resistentes a la corrosión.