La refinación es un conjunto de procesos físicos y químicos mediante los cuales se separan y luego se transforman los distintos componentes que conforman el petróleo crudo. Para desarrollar este proceso, las refinerías de ENAP, Aconcagua, Bío Bío y Gregorio, cuentan con una serie de plantas que intervienen en el mismo.
Las unidades de una refinería son:
Topping (fraccionamiento primario)
El crudo libre de agua y otras impurezas entra a la refinería para comenzar el proceso de fraccionamiento primario. Este consiste en la primera separación por calentamiento a 370 ºC de los hidrocarburos constituyentes del petróleo, que luego son separados en una columna de destilación denominada Topping. Los componentes más livianos o volátiles se separan a menor temperatura y salen por la parte superior de la columna de destilación, en tanto que los productos más pesados se obtienen en las zonas inferiores de ésta. El orden de salida de los productos de acuerdo a su volatilidad es el siguiente: gas licuado, gasolinas, nafta, kerosene, diesel, gas oil y crudo reducido. El gas oil alimenta las unidades de Cracking Catalítico e Hidrocracking. El producto de fondo o crudo reducido es enviado a las plantas de vacío. Las unidades de Topping y Vacío operan integradas para maximizar el intercambio térmico, reduciendo así el consumo energético y de refrigeración.
Plantas de Vacío (fraccionamiento al vacío) Su función es preparar una carga de alimentación adecuada para las unidades de Cracking catalítico e Hidrocracking, mediante el fraccionamiento del crudo reducido en vacío para evitar la coquificación de estos productos. El crudo reducido proveniente de las plantas de Topping es fraccionado en gas oil y pitch en columnas de destilación de baja presión. El gas oil es enviado a procesos de transformación posteriores en las plantas de Cracking Catalítico e Hidrocracking. Parte del pitch se envía a las plantas de Visbreaker o Viscorreducción para obtener fuel oil y otra parte del pitch se envía a las plantas de Coquización Retardada donde es transformado en diesel y gasolina y el restante corresponde a pitch asfáltico que se utiliza para la preparación de asfaltos empleados en la pavimentación de caminos y carreteras. Planta de Etileno (Refinería Bío Bío) Parte de la nafta que proviene de Topping es procesada en esta planta para producir gases livianos, gas licuado de petróleo, etileno, propileno y gasolina de alto octanaje. El etileno es enviado por gasoducto hacia la planta de PetroDow, donde se polimeriza en polietileno de baja densidad. La gasolina que se produce en esta unidad se emplea en la preparación de gasolinas especiales de 93 y 97 octano. El propileno es enviado hacia la planta Petroquim donde se polimeriza en polipropileno.
Reformación Catalítica
En esta planta se produce gasolina de 97 octano, gas licuado y gases livianos a partir de la nafta proveniente de las columnas de Topping. Esta unidad es una de las principales productoras de hidrógeno, elemento que es usado como materia prima en los procesos de obtención de productos de bajo contenido de azufre.
Planta de recuperación de livianos y tratamiento
Está diseñada para recuperar el propano y butano de diferentes secciones de la refinería. Los productos de esta planta son gasolina estabilizada de cracking, propano, butano y gas de refinería que se quema en los hornos.
Planta de Alquilación (Refinería Aconcagua)
En técnica petrolera, alquilación es la combinación química entre una isoparafina (isobutano) y una olefina (butileno) para formar hidrocarburos isómeros (isooctano) que destilan en el rango de la gasolina que, por su alto número de octano, sirve para preparar gasolina de aviación.
Planta de ácido (Refinería Aconcagua)
Unidad cuya función es regenerar el catalizador ácido sulfúrico (H2S04) utilizado en el proceso de la Planta de Alquilación, de tal manera que pueda ser reutilizado.
Unidad productora de diésel
Esta unidad consiste en una planta de hidrocraqueo moderado de gas oil de vacío, un producto intermedio del proceso de refinación, que permite obtener diesel de bajo contenido de azufre. El equipo más importante de la unidad es el reactor, donde la carga de gas oil, previamente calentada a alta temperatura y en presencia de catalizador, experimenta una combinación de reacciones de craqueo e hidrogenación. Los productos de la reacción son separados en una torre de fraccionamiento, enfriados y enviados a estanques de almacenamiento como diesel de bajo azufre.
Unidad Recuperadora de Azufre
La Unidad Recuperadora de Azufre funciona a base de la llamada "Reacción de Claus", gracias a la cual, una mezcla de gases azufrados en proporciones determinadas reacciona térmicamente a 1300 ºC y catalíticamente a una temperatura menor para producir azufre gaseoso. Este se licúa al enfriarse en dos calderas que producen, con la energía recuperada, vapor útil para la Refinería. El producto obtenido, de gran pureza, se carga en forma líquida a 130 ºC, mediante un brazo instalado en una isla de carguío especial en camiones estanques, para ser transportado a las instalaciones de las empresas comercializadoras.
Unidad de Isomerización
Esta unidad incrementa el octanaje de las gasolinas de topping, permitiendo aumentar la producción de las gasolinas de alto octanaje.
Hidrocracking
El gas oil proveniente de todas las unidades también puede ser enviado a la unidad de hidrocracking, donde se producen: gases (Fuel Gas), nafta de hidrocracking, diesel de alta calidad y muy bajo azufre y un gas oil no convertido, ya que la conversión que se logra en esta unidad no es completa. En esta planta se transforma el resto del gas oil de vacío, principalmente en diesel y en menor cantidad en kerosene, nafta y gases livianos. Este proceso consiste en la reacción del gas oil con hidrógeno proveniente de la Planta de Hidrógeno. El diesel que se obtiene en este proceso es de excelente calidad pues contiene un nivel muy bajo de azufre. El proceso de hidrocracking también puede producir kerosene de aviación.
Visbreaker
En esta planta se reduce la viscosidad del pitch proveniente de la Unidad de Vacío para producir fuel oil. Además, en esta unidad se obtiene una pequeña cantidad de gases livianos, gasolina y diesel.
Cracking Catalítico
Esta planta recibe una parte del gas oil de las columnas de vacío para transformarlo en gasolina base para la preparación de gasolina de 93 octanos. También en esta planta se obtienen gases livianos que se usan como combustible en el proceso de refinación, gas licuado, propileno, diesel y algo de fuel oil. Una planta de cracking catalítico tiene dos secciones: el convertidor y el fraccionador. El convertidor a su vez tiene dos recipientes que pueden ser superpuestos o colocados uno al lado del otro. Estos son el reactor y el regenerador. Ambos equipos están interconectados y operan en conjunto.
Wet Gas Scrubber
Esta unidad permite lavar los gases que se generan en la combustión de la unidad de Craking Catalítico, con el propósito de reducir las emisiones de material particulado a la armósdera.
Coquización Retardada
El pitch de vacío también puede ser enviado a una planta de coquización retardada o Coker, donde se convierte en gases (Fuel Gas), nafta de Coker, diesel de Coker, gas oil pesado de Coker y coque de petróleo. La coquización retardada es un proceso de cracking térmico donde el calor necesario para las reacciones de coquización es proporcionado por un horno. A la salida del horno hay dos cámaras o tambores de gran tamaño y altura (8-9 metros de diámetro por 25-30 metros de altura), donde en uno de ellos se deja reaccionar el producto por 24 horas para su coquización. El otro tambor está aislado del proceso para ser descargado de su carga de coque, utilizando herramientas de corte con agua. El tambor, una vez despojado del coque, vuelve a la línea de producción mientras el otro sale al mismo proceso de descarga o decoquificado.
Hidrodesulfurización o Hidrotratamiento de Nafta y Diésel
En las unidades de Hidrotratamiento (HDT) la nafta es tratada con hidrógeno para disminuir el contenido de azufre y nitrógeno de la alimentación a Reformación. De modo similar, el diesel es tratado mediante una unidad de Hidrodesulfurización, que permite la reducción de los contenidos de azufre de este combustible a niveles inferiores 50 partes por millón.En la unidad de HDT se trata la nafta y diesel producidos en el Coker, generando como productos nafta y diesel de bajos contenidos de azufre y nitrógeno.
Planta de DIPE (Refinería Aconcagua)
Esta unidad permite cumplir con un triple objetivo: producir di-iso-propil-éter, compuesto que se utiliza en la producción de gasolina reformulada de alta calidad; reducir la emisión de componentes volátiles a la atmósfera y mejorar la calidad de combustión de las gasolinas.