Espectroscopía de infrarrojo cercano como respuesta alternativa en la caracterización y valoración de crudo en la refinería de petróleo

Abstract

La necesidad de comburentes y combustibles de muy buena calidad debido a las normas de legislaciones ambientales existentes y a la fuerte competencia en la industria de refinación del petróleo, esta se ve obligada a producir productos de alta calidad a bajos costos. El proceso clásico de caracterización está basado principalmente en las curvas de destilación TBP (True Boiling Point, Punto de Ebullición Verdadero) no permite la introducción los factores de corrección en forma dinámica al proceso. A partir de 1973 fue introducido por la ASTM métodos padrones de análisis por destilación simulada (SIMDIS), cuyo objetivo principal es simular el proceso de destilación a partir de los datos obtenidos por cromatografía gaseosa y operado bajo condiciones apropiadas, una cromatografía a gas funciona como una unidad de micro destilación eficiente, pudiendo generar resultados entre 3 a 5 horas. En el Perú, petróleo pesado es producido de forma predominante, el cual es mezclado con frecuencia con petróleo ligero importado antes del proceso de refino. Como consecuencia, en las refinerías peruanas las características del petróleo mudan en promedio, cada tres días, siendo una tasa de variación incompatible con la determinación de las curvas de destilación TBP. Actualmente el análisis SIMDIS aproxima estas curvas de destilación de forma alternativa, pero aun presenta características que la vuelven tan laboriosas como la técnica TBP. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) se presenta como una herramienta útil para atender esta necesidad en forma rápida y confiable, por su gran potencialidad y aplicaciones en numerosas aplicaciones industriales, determinando parámetros cuantitativos. En este trabajo, metodologías innovadoras son propuestas para visando reproducir con mayor dinamismo el proceso de refinación peruano, tomando como base resultados generados a partir de petróleo brasilero. Fueron utilizados dos tipos de sensores, de transmitancia y de reflactancia total atenuada (ATR). Reproducción de curvas de destilación de cargas del proceso de destilación atmosférica a través de su espectro NIR han sido el punto de partida para el desarrollo del presente trabajo. Métodos de calibración multivariada y redes neurales fueron utilizados en la construcción de los algoritmos computacionales que permiten la previsión de los perfiles de destilación del petróleo procesado. La buena calidad de reproducción de las propiedades físico – químicas del petróleo a través del NIR fue comprobada, una vez que los modelos construidos fueron condicionales a las características de la materia analizada. En los resultados observamos los mejores resultados obtenidos con ambos sensores en el rango NIR, siendo el sensor de transmitancia el que mejores resultados confiables presentó. Con todo lo visto, los resultados totales de este estudio refuerza la relevancia del papel de la espectroscopia NIR, juntamente con técnicas clásicas de laboratorio utilizadas, en un nuevo concepto de caracterización, que posee rapidez y confiabilidad queriendo obtener una mejor calidad de operación.