En los últimos 200 años, los industriales han encontrado formas de convertir materias primas en productos. En las refinerías, los empleados utilizan estos procesos para convertir los aceites naturales en productos que sirven de combustible a los vehículos y añaden estabilidad a medicamentos, lociones y alimentos.
Los procesos que convierten el aceite del suelo en combustible para un vehículo constan de pasos complejos que requieren maquinaria con una potencia de aire óptima. Lo mismo ocurre con los procesos utilizados para convertir los aceites vegetales en los productos embotellados que se encuentran en los estantes de los supermercados. Estos procesos requieren el uso de compresores de aire en casi todas las etapas.
En las refinerías de petróleo, los compresores de aire accionan la compleja maquinaria que convierte el crudo en cualquier cosa, desde gas y gasóleo hasta petróleo y queroseno. Algunas de las mayores refinerías de petróleo del mundo producen hasta 900.000 barriles de petróleo al día. Cada vez que repostas tu vehículo, la gasolina que entra en tu motor es el resultado de un proceso de refinado a alta presión.
En las refinerías de aceite alimentario, los compresores de aire extraen los aceites de frutas y verduras y los convierten en los productos embotellados que la gente utiliza para cocinar. Productos como el aceite de maíz, el aceite vegetal, el aceite de canola, el aceite de oliva, el aceite de cacahuete y el aceite de coco son algunos de los resultados de estos procesos de refinado.
El refinado también tiene lugar en las plantas de procesamiento de gas natural, donde los compresores de aire purifican el contenido del gas natural bruto y lo hacen apto como fuente de energía en edificios residenciales, comerciales e industriales. Las mismas plantas también recuperan diversos líquidos del gas natural, como butano, etano y propano.
Los compresores de aire también desempeñan un papel importante en las refinerías de sal y metales. En estas últimas, los procesos de aire a presión son fundamentales para el refinado de numerosos metales, como el cobre, el oro, la plata y el magnesio. Saber cómo utilizan las refinerías los compresores de aire puede ayudarle a apreciar mejor el papel que desempeña el aire a presión en la movilidad y el consumo humanos.
Por qué las refinerías utilizan compresores de aire
Los compresores de aire han desempeñado un papel crucial en el refinado del petróleo durante casi tanto tiempo como el propio petróleo ha sido una mercancía. La gente descubrió accidentalmente la extracción de petróleo como un subproducto de los pozos mineros. Hace siglos, cuando los perforadores excavaban en las profundidades de la tierra en busca de agua potable, a veces encontraban petróleo. En esta época preindustrial, la humanidad apenas necesitaba petróleo, ya que fue antes de la llegada de la medicina moderna y de la invención de los automóviles. Encontrar petróleo era una molestia y, a menudo, un estropicio para el agua.
Durante el siglo XIX, al igual que se extendía la ingeniería mecánica, el petróleo empezó a ser reconocido por su propia gama de usos. En poco tiempo, los empresarios descubrieron formas de venderlo a consumidores y empresas. A finales de siglo, el petróleo ya se utilizaba en medicamentos y maquinaria. Ahora se trataba de desarrollar el método más eficaz para extraer petróleo.
Las primeras perforaciones se realizaban con pértigas, pero el desarrollo de la industria petrolífera hizo necesario perforar a mayor profundidad. Esto fue posible gracias a la invención de las perforadoras rotatorias.
Con el paso de las décadas, las técnicas de perforación rotatoria se hicieron más avanzadas, culminando con la introducción de sistemas de aire y gas comprimidos. En los últimos años, los compresores de aire se han hecho más habituales en los yacimientos petrolíferos, donde la quema de gas de petróleo ha sido un subproducto del proceso de tratamiento del petróleo. La introducción de compresores en el proceso de refinado ha permitido mejorar el flujo de las tuberías, entre otras muchas ventajas.
Usos comunes de los compresores de aire industriales en refinerías
Las refinerías utilizan compresores de aire para diversas operaciones de procesamiento de gas. Con la ayuda de compresores de aire de alta presión, los técnicos de refinado pueden mejorar la calidad del petróleo crudo. Con los compresores de media presión, las refinerías también purifican el petróleo y lo convierten en combustible.
Las refinerías utilizan compresores de aire para eliminar el contenido de azufre y mejorar la calidad del gas y el petróleo. El refinado realizado con compresores de aire hace que los combustibles sean más eficientes en vehículos, barcos, máquinas y aviones. Algunos de los procesos esenciales impulsados por aire en las refinerías son los siguientes:
1. Hidrocraqueo
El hidrocraqueo consiste en añadir sustancias activas a los aceites crudos de petróleo. Es un proceso catalítico que reduce la ebullición de los hidrocarburos y convierte el petróleo crudo en distintos tipos de combustible, como gas, queroseno y gasóleo.
Como resultado del hidrocraqueo, los vehículos pueden funcionar y las luces pueden brillar. Cada vez que usted se detiene en una gasolinera a lo largo de un bulevar o en la salida de una autopista, la gasolina que echa en su vehículo normalmente ha sido refinada mediante el proceso de hidrocraqueo. En efecto, el hidrocraqueo es uno de los motores de la economía mundial.
El hidrocraqueo también es responsable en gran medida de la producción de queroseno, que alimenta desde motores a reacción hasta calefactores y lámparas. Los reactores que se ven en el cielo pueden elevarse gracias al proceso de hidrocraqueo. Muchos hogares dependen del queroseno para calentarse y alumbrarse, y muchas de las luces de la ciudad que perfilan el horizonte nocturno cobran vida gracias a este producto.
El hidrocraqueo es un proceso de alta presión que requiere más de 1.500 psig. Como tal, el uso de compresores alternativos facilita mejor el proceso.
2. Hidrotratamiento
Hidrotratamiento es un proceso que elimina el oxígeno, el cloro y el azufre del hidrógeno. El hidrotratamiento también puede referirse a la reacción que sufren los compuestos orgánicos cuando se produce este proceso.
Existen varias categorías de procesos de hidrotratamiento. La eliminación de contaminantes requiere el uso de un método denominado hidrotratamiento catalítico. Para eliminar el contenido de azufre, es fundamental la hidrodesulfuración. El objetivo de todos estos procesos es purificar los combustibles. Los combustibles de alta calidad que alimentan la maquinaria suelen haber sido sometidos al proceso de hidrotratamiento.
El hidrotratamiento catalítico elimina hasta el 90% de los contaminantes de los productos petrolíferos. Estos contaminantes pueden incluir metales, azufre, oxígeno y nitrógeno. El hidrotratamiento permite a las refinerías de combustible convertir el petróleo crudo pesado en combustibles de alta calidad. Los combustibles utilizados en grandes vehículos comerciales y maquinaria industrial de alta tecnología suelen pasar por este proceso.
El hidrotratamiento es un proceso de hidrógeno a media presión que suele realizarse con la ayuda de compresores de tornillo con inyección de aceite. Las refinerías suelen preferir este tipo de compresores por el escaso mantenimiento que requieren para mantener estas máquinas en continuo movimiento durante horas de ciclos ininterrumpidos de hidrotratamiento.
3. Desulfuración
La desulfuración es un proceso que reduce significativamente los óxidos de azufre de los hidrocarburos. La desulfuración ayuda a prevenir la lluvia ácida, que es uno de los efectos más peligrosos de las altas cantidades de azufre en los hidrocarburos. El proceso implica el uso de gas hidrógeno.
El proceso de desulfuración hace que los combustibles sean más respetuosos con el medio ambiente al reducir la cantidad de azufre que puede emitir una máquina o un vehículo durante su funcionamiento. En las refinerías que utilizan diversos tipos de equipos de alta potencia, el proceso de desulfuración contribuye a que esos entornos sean más limpios y seguros para los trabajadores.
Al igual que el hidrotratamiento, la desulfuración es un proceso a media presión que sólo requiere hasta 1.500 psig. Como tal, el mejor equipo para realizar este proceso son los compresores de tornillo con inyección de aceite, que se adaptan a diversos entornos de trabajo y requieren un mantenimiento mínimo a lo largo de ciclos de trabajo prolongados.
4. Desulfuración de gases de combustión
La desulfuración de gases de combustión es un proceso en el que las centrales eléctricas eliminan el dióxido de azufre de los gases de escape. Este método también se utiliza en las incineradoras de basura y en otras operaciones que emiten óxido de azufre. La desulfuración de gases de combustión es buena para el medio ambiente porque ayuda a reducir las emisiones de las fábricas y los vertederos.
Sin la desulfuración de los gases de combustión, las incineradoras y las centrales eléctricas podrían liberar grandes cantidades de gases nocivos. Estos gases podrían tener un efecto nocivo sobre el medio ambiente al crear nubes de contaminación sobre las zonas urbanas y rurales. En efecto, la desulfuración de los gases de combustión ayuda a conservar los hábitats naturales y el ecosistema mundial.
5. Hidrodesulfuración
Hidrodesulfuración es un proceso que extrae el contenido de azufre del gas y el petróleo. Los combustibles comerciales como el queroseno, la gasolina y el gasóleo se someten a este proceso. Reduce el nivel de emisiones de los vehículos, barcos, trenes y aviones que utilizan estos productos combustibles.
La eliminación del azufre también ayuda a prevenir la degeneración de los metales que entran en contacto con los combustibles en el interior de los motores. La hidrodesulfuración es un proceso a media presión que suele realizarse con compresores alternativos.
6. Reformado catalítico
El reformado catalítico es un proceso que destila fluidos de alto octanaje a partir del petróleo. El proceso implica la deshidrogenación de hidrocarburos de bajo octanaje. Un efecto secundario de este proceso es la producción de hidrógeno gaseoso, que en última instancia entra en juego en otras técnicas de las refinerías, como el hidrocraqueo.
El proceso de reformado catalítico continuo (CCR) es una operación a media presión que suele realizarse con compresores de tornillo con inyección de aceite. Al igual que el hidrotratamiento y la desulfuración, el reformado catalítico requiere aproximadamente 1.500 psig.
Como fuente de gas hidrógeno, el proceso de reformado catalítico es esencial para la producción de productos agrícolas y plásticos. En la agricultura, el gas hidrógeno generado a través del CCR se encuentra en los fertilizantes que ayudan a cosechar los cultivos en las verdes tierras del mundo. Los efectos secundarios del reformado catalítico también benefician a la industria manufacturera, ya que el gas hidrógeno es esencial en la producción de plásticos, que se encuentran en todo tipo de productos, desde juguetes y accesorios hasta envases de medicamentos y carcasas de aparatos electrónicos.
7. Craqueo catalítico fluido
El craqueo catalítico fluido es un proceso para convertir los hidrocarburos en ebullición del petróleo crudo en productos combustibles. El proceso ha sustituido al craqueo térmico, que cumplía una función similar pero era incapaz de producir cantidades de gas del mismo volumen o nivel de octano que el craqueo catalítico fluido.
El proceso de craqueo catalítico fluido, uno de los motores del transporte moderno, es vital para la economía mundial. El proceso produce la mayor parte de los combustibles que impulsan automóviles, trenes, vehículos comerciales y maquinaria. A lo largo de la red de carreteras de Estados Unidos, el movimiento que se ve hoy es el resultado principal del craqueo catalítico de fluidos.
El craqueo catalítico de fluidos es un proceso de alta presión que suele requerir el uso de compresores alternativos. El proceso convierte los aceites no refinados en combustibles que permiten a los vehículos funcionar a mayor velocidad durante períodos más largos. En general, los vehículos son más eficientes con los combustibles que genera este proceso.
8. Coquización retardada
Coquización retardada es un proceso que rompe las moléculas de hidrocarburo del petróleo en gas de coque y petróleo. El proceso requiere múltiples pasadas a altas temperaturas.
Como la mayoría de los gases pesados, la producción de gas de coque requiere el uso de compresores de desplazamiento positivo exentos de aceite. La falta de lubricación en la cámara de estos compresores elimina la posibilidad de contaminación por aceite o gas durante todo el proceso. Además de gas de coque, los compresores de tornillo exentos de aceite también producen gas de antorcha y gas húmedo de FCC.
9. Reformado con vapor
El reformado con vapor es un proceso que sintetiza el gas natural y otros combustibles para producir sustancias químicas como monóxido de carbono y gas de síntesis. Se basa en el uso de calor y alta presión en un reformador.
El proceso de reformado con vapor desempeña un papel fundamental en la agricultura porque produce syngas, que sirve de intermediario en la producción de fertilizantes. Durante el proceso, el agua y el metano interactúan y producen hidrógeno y monóxido de carbono. El proceso en cuestión puede convertir cualquier producto que contenga carbono en cadenas de hidrocarburos más largas.
En los procesos de refinado que tienen lugar en las plantas industriales, los compresores de tornillo con inyección de aceite reforman el metano de vapor. Durante este proceso, el aceite funciona como sellante, lo que impide la fuga de gas.
10. Adsorción por cambio de presión
La adsorción por cambio de presión es un proceso que elimina gases seleccionados de mezclas de gases. El proceso funciona identificando el carácter molecular de gases específicos y utilizando materiales adsorbentes, como carbón activado y zeolitas, para aislar los gases seleccionados a alta presión.
En las instalaciones industriales, los compresores de tornillo con inyección de aceite suelen llevar a cabo el proceso de adsorción por oscilación de presión. Al igual que el reformado con vapor, la adsorción por oscilación requiere la presencia de lubricante para que actúe como sellador durante el proceso de compresión. Sin este sellado, el gas se escaparía, y el proceso sería menos eficiente, más costoso y llevaría más tiempo.
11. Recuperación de gas de antorcha
La recuperación de gases de antorcha es un proceso que ahorra gases de desecho para otros usos. Este proceso evita que estos gases se quemen y propaguen emisiones nocivas. El proceso implica el aislamiento de colectores, la eliminación de líquidos y la compresión de gases.
El proceso de recuperación de gases de antorcha desempeña un papel vital en la limpieza del medio ambiente, ya que reduce la cantidad de gases de efecto invernadero que las refinerías liberan en última instancia de las máquinas y los productos químicos. Sin este proceso, las fábricas serían menos ecológicas.
El objetivo de la recuperación del gas de antorcha es que el gas sea lo más limpio y puro posible. Por ello, el proceso se basa en compresores de tornillo exentos de aceite. Al no haber lubricante en el proceso, no hay aceite que se disperse en el gas.
12. Producción de hidrógeno
Producción de hidrógeno es un término general que engloba todos los procesos que producen hidrógeno en entornos industriales. Algunos de los métodos más comunes de producción de hidrógeno son la electrólisis, la termólisis y el reformado con vapor.
El hidrógeno comprimido alimenta los vehículos de hidrógeno. El proceso requiere equipos de alta presión con una libra-fuerza por pulgada cuadrada óptima para enviar el gas hidrógeno a los depósitos a través de tuberías. Los compresores alternativos suelen ayudar a llevar a cabo las técnicas de producción de hidrógeno.
¿Qué tipos de compresores son los más adecuados para las refinerías?
En las refinerías, los procesos implicados requieren compresores de aire de potencia alta y media. La mayoría de los procesos son continuos y, por lo tanto, necesitan compresores que puedan suministrar una gran potencia y una psig óptima para ciclos continuos. Los mejores compresores de aire para refinerías son los siguientes:
1. Compresor de aire alternativos
Los compresores alternativos son unas de las máquinas de presurización de aire más comunes en las fábricas de todo el sector industrial, incluida la industria del petróleo y el gas. Un compresor alternativo aspira aire ambiente a la máquina mediante un cigüeñal. A continuación, el aire se presuriza en un cilindro con un pistón y se libera para su destino final.
Los compresores alternativos existen en modelos de una y dos etapas. En un compresor alternativo de una etapa, cada suministro de aire entrante se presuriza una vez y luego se envía para su uso final en máquinas y herramientas neumáticas. En un compresor alternativo de dos etapas, cada suministro de aire presurizado pasa a un segundo cilindro donde un pistón más pequeño reduce aún más el volumen de aire, esta vez a una presión aún mayor.
2. Compresores centrífugos
Los compresores centrífugos son habituales en las refinerías de petróleo y gas, donde las máquinas suministran presión constante para operaciones continuas. Al depender de un flujo de fluido continuo, los compresores centrífugos hacen posible que el petróleo circule por las tuberías. Los compresores de este tipo ofrecen una gran potencia, lo que los hace ideales para algunas de las operaciones de alta presión más exigentes. Los compresores centrífugos ofrecen una psi óptima y están disponibles en modelos de una y dos etapas.
3. Compresores de gas
Para diversos procesos, las refinerías utilizan un tipo de compresor exclusivo para las funciones y necesidades de la industria del petróleo y el gas: el compresor de gas. Mientras que un compresor de aire presuriza el aire reduciendo su volumen, los compresores de gas hacen lo mismo con los gases. Dentro de un compresor de gas, los suministros de gas entrantes se presurizan en una cámara de compresión y se liberan para diversos usos. Los compresores de gas son habituales en el hidrocraqueo, el hidrotratamiento, la desulfuración de gasóleo y gas, el reformado catalítico y otros procesos.
4. Compresores de tornillo rotativo
Para procesos como el hidrotratamiento, el reformado catalítico y el reformado con vapor, los compresores de tornillo rotativo proporcionan la potencia de aire necesaria. En un compresor rotativo, el aire se presuriza a lo largo de las roscas de un tornillo dentro de una cámara hermética. El aire pasa entonces a alimentar diversos procesos industriales, que podrían incluir cualquier número de máquinas de potencia media en una refinería de petróleo o gas.
Los mejores compresores de aire para refinerías de Quincy Compressor
Sabiendo cómo se utilizan los compresores de aire en las refinerías, la tecnología se está extendiendo rápidamente por el mundo en desarrollo a medida que la industrialización beneficia progresivamente a economías emergentes como India, China, Brasil y Sudáfrica. En estos y otros mercados, las refinerías y los fabricantes esperan imitar y posiblemente superar la eficiencia y los volúmenes de producción de los competidores del G7.
Para muchos de los próximos refinadores y fabricantes del mundo, el modelo de éxito procede de Estados Unidos, donde el aire comprimido es desde hace tiempo uno de los motores del sector industrial. Cada vez que usted conduce un vehículo o utiliza el transporte público, su movilidad es posible gracias a los productos refinados en las fábricas de petróleo y gas. Cada vez que compra medicamentos, productos de limpieza y alimentos envasados, los fabricantes que dependen del aire comprimido y el petróleo refinado que producen hacen posible la estabilidad o el sabor.
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A medida que el mundo se urbaniza y acelera, surgen cada vez más refinadores y fabricantes para reclamar cuotas de los diversos mercados que brotan gracias a estos avances. Para ser competitivo, es crucial tener un arsenal industrializado completo con compresores de aire de alta potencia. Consulte la selección de compresores de aire industriales de Quincy Compressor para obtener más información sobre cómo nuestras máquinas pueden transformar sus procesos de refinado.