Secretos de un gigante - Capítulo 3 del libro "Pura Energía"
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El documento detalla el proceso de extracción y transformación de hidrocarburos en Argentina, resaltando su importancia en la matriz energética del país. Se enfatiza la relevancia de la unidad de reformado catalítico continuo (CCR) construida para YPF, que mejora la productividad y reduce el impacto ambiental al aumentar la generación de combustibles como naftas y gasoil premium. Además, se describe el viaje del petróleo desde su extracción hasta su refinación, incluyendo el papel de los aromáticos y la evolución tecnológica en la industria petrolera.
Secretos de un gigante - Capítulo 3 del libro "Pura Energía"
- 2. SECRETOSDEUNGIGANTE L LA MAGIA QUÍMICA DEL CCR a escena se repite a diario: millones de automóviles circulan por las calles y los caminos de la Argentina. En el campo, miles de máquinas siembran, cosechan, fertilizan. Camiones y ómnibus dan vida a las rutas, de Norte a Sur y de Este a Oeste, llevando personas y cargas. Son postales de un país vivo. Y la fuerza vital de ese movimiento es el combustible: las naftas, el gasoil, el gas. Un ejército de personas mantiene activo, de manera constante, un engranaje complejo y perfecto. En los yacimientos, millones de litros de petróleo crudo son extraídos de las entrañas de la tierra y emprenden un viaje largo por ductos que recorren el territorio nacional y barcos que surcan el Atlántico Sur y los cursos fluviales del Río de la Plata y del Paraná hasta las refinerías. Allí son procesados para transformarlos en múltiples derivados, vitales para la sociedad: combustibles, solventes y otros precursores, algunos utilizados en productos tan comunes como los plásticos y las pinturas. Noesundatocaprichosoniirrelevantequeel86porciento de la matriz energética de la Argentina corresponda a los hidrocarburos, según datos del Instituto Argentino del Petróleo y del Gas. Y esto, sin contar la casi totalidad de los objetos de uso cotidiano que se elaboran con derivados del petróleo o, por lo menos, reciben la participación de los hidrocarburos en algún momento de su producción. La humanidad ha experimentado un crecimiento inédito desde la aparición de los hidrocarburos, a mediados del siglo XIX. La salud, el bienestar, la relación con los objetos, las costumbres, dieron un salto fenomenal. Somos una comunidad moldeada por los hidrocarburos. ¿Qué papel juega en esta cadena la unidad de Reformado Catalítico Continuo (CCR) que construyó Odebrecht para YPF? ¿Por qué la relevancia de esta joya tecnológica, única en el país? La respuesta está en la productividad y en el cuidado del medio ambiente. En la productividad porque, con la misma cantidad de carga inicial de materia prima es posible generar mucho más producto, en este caso naftas y gasoil premium. En el cuidado del medio ambiente, porque los procesos de producción y los nuevos combustibles, ajustados a las nuevas y estrictas normas internacionales, reducen el impacto y son más amigables con la ecología. “Además –explica Esteban Trouet, Director de Contrato–, E , R C C.
- 3. Mediante el reformado catalítico, las largas cadenas abiertas de los naftenos son convertidas en cadenas más cortas y cíclicas: los aromáticos.
- 4. SECRETOSDEUNGIGANTE La singularidad del proyecto CCR requirió una organización dinámica y flexible. La obra constituyó un espacio de exigencia y aprendizaje permanente en el cual confluyó la idiosincrasia de personas provenientes de culturas laborales diversas.
- 5. se efectuó la reconversión a nuevo de todas las unidades antiguas, para que funcionen con mayor eficiencia. Estas unidades se vinculan con una antorcha nueva, de última generación. De esta forma, resulta en un complejo petroquímico que genera menos emisiones a la atmósfera”. Para comprenderlo mejor, la propuesta es realizar un viaje. Comienzaenlosyacimientos,dondelaTierraguardadesde hace millones de años el tesoro de los hidrocarburos. ¿Cómo llegaron allí? Es necesario, por un instante, remontarse a los días de los grandes saurios. Incluso antes. Fueron tiempos en los que los continentes se encontraban unidos en una gran Pangea o estaban empezando a fragmentarse. Allí, en ambientes generalmente acuáticos, de baja energía, como los lagos, las zonas inundables y las grandes entradas del mar, millones y millones de desechos de seres vivos se iban acumulando en el lecho, junto con sedimentos. No eran dinosaurios, como sostiene el saber popular, sino microorganismos: algas, plancton… Una capa sobre otra, en un proceso incesante. LA UNIDAD DE CCR INTRODUCE EN EL PAÍS UNA TECNOLOGÍA NUEVA QUE POSICIONA A YPF COMO INTEGRANTE DEL CLUB DE LOS MÁS AVANZADOS EN LA MATERIA.
- 7. Con el paso de los años, a medida que nuevos desechos y nuevos sedimentos se iban depositando sin cesar en el fondo, las capas más antiguas comenzaban a hundirse y a ser sometidas a mayor presión, por el peso de las capas superiores, y a mayores temperaturas, en un ambiente carentedeoxígeno.Lagran“cocinageológica”comenzaba a funcionar. Mientras los sedimentos se convertían en roca, la materia orgánica, en los poros microscópicos de esa nueva roca, comenzaba a convertirse en hidrocarburos. Con las temperaturas y las presiones adecuadas, los restos de aquellos seres minúsculos que alguna vez habían poblado las aguas iban transformándose en gas y en petróleo. Durante los últimos ciento cincuenta años, el arte de la industria de los hidrocarburos ha sido descubrir los lugares donde se dio este proceso, llegar hasta los hidrocarburos a través de los pozos, y extraerlos. Concentrémonos ahora en el petróleo. A simple vista, el llamado “oro negro” es una sustancia densa, oscura; su viscosidad y su color pueden ser variables. En realidad, no se trata de una única sustancia, sino de una verdadera “ensalada” de compuestos, en su mayoría hidrocarburos. Para su aprovechamiento, es necesario separarlos. Ahora bien, como cada uno de los componentes del petróleo tiene diferentes temperaturas de ebullición, en la teoría es relativamente fácil efectuar esa separación: se lleva el crudo a una temperatura alta, que ronda los 400 grados centígrados, y a medida que se enfría, los distintos compuestos comienzan a condensarse por separado a temperaturas diferentes. Así van apareciendo el gasoil, el fueloil, el alquitrán, la nafta pesada, la gasolina, el querosén y gases como el metano que utilizamos para cocinar. Vale aclarar que el gas metano se obtiene en su mayoría no por este método, sino a partir de yacimientos de gas. Pero el camino desde el yacimiento hasta la destilería, donde se separan los hidrocarburos, no es nada sencillo. Desde 1907, año que se considera el del nacimiento oficial de la industria de los hidrocarburos en nuestro país, gracias al descubrimiento del primer pozo de petróleo en Comodoro Rivadavia (Chubut), los trabajadores petroleros han forjado una épica propia. El petróleo, como elferrocarril,hasidofundadorymotordepueblosenteros, en especial en la Patagonia. La ciudad de Comodoro Rivadavia probablemente sea el caso emblemático, por su tamaño y su impronta histórica. Es seguida de cerca por localidades como Pico Truncado, Caleta Olivia, Plaza Huincul, Cutral Co, Rincón de los Sauces, Catriel y muchas más. La tecnología ha amenizado la siempre dura vida en los yacimientos, los cuales se suelen identificar con sitios desérticos y remotos en la Patagonia, como las cuencas neuquina, austral y del Golfo de San Jorge, aunque hoy los hidrocarburos también provienen de la zona de Cuyo y de las selvas salteñas. Desde aquellos sitios, el crudo es transportado por ductos y, a veces, por barco. Es el caso del petróleo obtenido en la zona del Golfo de San Jorge: los oleoductos lo llevan hasta las boyas, donde es cargado en buques tanque. Tras algunas jornadas en altamar, el petróleo es reinyectado en ductos. Una parte puede quedar en Bahía Blanca. Otra continúa su camino hacia las refinerías de Campana, Ensenada y Dock Sud. Es parecido al viaje, más extenso, que realiza el crudo proveniente de Santa Cruz. El resto, el de Neuquén, La Pampa, Río Negro, Mendoza y Salta, se mueve siempre dentro de ductos, a lo largo de miles de kilómetros, y atraviesa el país en todas sus direcciones. Si la gasolina tiene alto octanaje, los motores serán más eficientes. Para aumentar los octanos de la gasolina existe la opción de agregarle aromáticos.
- 10. SECRETOSDEUNGIGANTE EN LAS REFINERÍAS,EL PETRÓLEO CRUDO ES PROCESADO PARA TRANSFORMARLO EN MÚLTIPLES DERIVADOS: COMBUSTIBLES,SOLVENTES Y OTROS PRECURSORES, ALGUNOS UTILIZADOS EN LOS PLÁSTICOS Y LAS PINTURAS. Si extraer y llevar el crudo desde los yacimientos hasta las destilerías es una hazaña, una historia de héroes cotidianosyanónimos,igualdeimpresionanteeseltrabajo que comienza con el tratamiento. En ese caso, el primer paso es la destilería, donde son separados los principales componentes del crudo. Uno de los resultados de ese proceso es la gasolina, y otro, el gasoil, combustibles que conocemos bien. ¿Están listos para utilizarse una vez separados del crudo? La respuesta es no. Por empezar, pueden –y suelen– contener gran cantidad de impurezas. Algunas son dañinas para el medio ambiente y la salud, como el azufre, que además es un importante agente de corrosión. Es preciso separarlo de los combustibles. Otra dificultad es que la gasolina debe ser tratada para aumentar su octanaje; su capacidad de soportar compresión sin detonar. Hazaña sobre hazaña
- 11. Cuando la gasolina soporta mayores compresiones, los motores funcionarán con mayor eficiencia. Y los motores modernos son campeones de la eficiencia, siempre y cuando las gasolinas sean de alto octanaje. Antaño,paramejorareloctanajedelagasolina,seutilizaban compuestosqueincluíanmetalespesados,comoelplomo. Hoy, las normas de seguridad medioambiental restringen el uso de estos componentes. ¿Cómo aumentar los octanos de la gasolina, entonces? Una opción es agregarle aromáticos. ¿Qué son y de dónde se obtienen? Con la respuesta a esta pregunta nos acercamos al quid de la cuestión, a la unidad de CCR. Estos aromáticos, que despiden cierto aroma dulzón y son requeridos para aumentar el octanaje de las gasolinas, también son hidrocarburos. Si se contara con un microscopio imaginario en el que se pudieran apreciar los átomos y cómo se acomodan entre sí, sería posible ver que buena parte de los hidrocarburos son largas cadenas de átomos de carbono e hidrógeno. Hay otros, como los aromáticos, que forman cadenas más cortas, cerradas. Como si se estructuraran en forma de anillo. Hay diferentes aromáticos y sus aplicaciones son innu- merables. El benceno, utilizado para producir polietileno, resinas, nailon y detergentes; el tolueno, empleado para
- 13. resinas e insecticidas, y considerado rey de los colchones, ya que con él se elabora la espuma de poliuretano; y los xilenos, que sirven para generar resinas, poliéster, plásticos para botellas y pinturas, entre muchos otros usos. Estos aromáticos ya están presentes en algunos de los componentes separados del crudo durante la destilación. Lanaftapretratada(noconfundirconlagasolina)contiene una proporción variable de aromáticos, en torno al 10 por ciento del total. El 90 por ciento restante corresponde a otros compuestos, denominados “parafinas” y “nafte- nos”. Estos últimos son cadenas cortas y cíclicas, como los aromáticos, pero saturadas de hidrógeno. Si se les quita el hidrógeno, se convierten en aromáticos. Para eso, es necesario sacar esta nafta pretratada de la refinería y llevarla al complejo petroquímico. Allí se genera la magia. Mediante el reformado catalítico, los naftenos son despojados de sus átomos de hidrógeno, dando lugar a los aromáticos. Al finalizar este proceso, el producto –llamado “reformado”– queda compuesto por un 20 por ciento de parafinas y un 80 por ciento de aromáticos. Y eso no es todo, porque como resultado del proceso se produce hidrógeno en forma de gas; precisamente, el elemento necesario, muy apreciado, para quitar el dañino azufre del gasoil y de las gasolinas. EL SIMPLE Y COTIDIANO ACTO DE CARGAR COMBUSTIBLE ES EL FINAL DE UN CAMINO QUE GUARDA MILES DE HISTORIAS.
- 14. SECRETOSDEUNGIGANTE Hace cuarenta años, cuando una sociedad entre YPF y FabricacionesMilitaresdiovidaalaPetroquímicaGeneral Mosconi (el actual Complejo Industrial Ensenada, que alberga la nueva unidad de CCR), la búsqueda era producir aromáticos, aunque no con el objetivo de aumentar el octanaje de las naftas. En aquel entonces, los motores y las normas no eran tan exigentes como ahora. Lo que se pretendía era abastecer de aromáticos a la industria local para emplearlos como precursores de otros productos. Con el tiempo, el uso se volcó principalmente a los combustibles. La reacción química para mejorar la proporción de aromáticos en la nafta pretratada se realizaba en el llamado magnaforming, la noble tecnología de los años 50 pionera en el procesamiento de naftas en todo el mundo. En esa unidad, el corazón de la petroquímica, se calentaba la nafta pretratada varios cientos de grados y luego se la hacía reaccionar con un catalizador; de ahí los términos “reformado catalítico”. Un catalizador es una sustancia que facilita una reacción química. Sin ese catalizador, las condiciones para generar la reacción química son más exigentes, especialmente en presión o en temperatura. Para la reacción que convierte los naftenos de las naftas pretratadas en aromáticos se utiliza un catalizador sobre la base de platino; a simple vista, son pequeñas esferas. La dificultad es que, si bien facilita las reacciones químicas, el catalizador se va consumiendo, o se contamina, y la reacción va perdiendo eficiencia. Porlotanto,conelantiguomagnaforming,quefuncionócon precisión por cuatro décadas, la producción de aromáticos a partir de la nafta pretratada tenía ciclos cortos. Una vez por año era necesario parar el magnaforming para renovar el catalizador. “Si se traza una curva de productividad con el magnaforming se observarán picos –explica Marcelo Broccoli, Gerente del Departamento de Ingeniería de YPF–. La mayor productividad se da cuando el catalizador es nuevo, y la reacción y la producción decaen a medida que se consume, hasta que es necesario detener la planta y reiniciar el ciclo.” Pero hace unos años, la compañía norteamericana UOP desarrolló una tecnología nueva. Al horno y al reactor se les agregó un regenerador para el catalizador. De esa manera, a medida que el catalizador se consume, ingresa en el regenerador que lo recicla y lo pone a nuevo. En otras palabras, la reacción química no disminuye su eficiencia, porque constantemente recibe catalizador regenerado. Objetivo: aromáticos
- 16. “Entonces, en lugar de picos, la productividad se estabiliza hacia arriba. Ya no hay picos y las paradas para mantenimiento ya no son anuales, sino cada cuatro años”, agrega Broccoli. Medidos en números, los resultados son notables: un 66 por ciento más de producción de aromáticos y un 100 por ciento más de hidrógeno. Esa cantidad aumentada de aromáticos se traduce en una mayor producción de naftas premium, de alto octanaje. Y el nuevo hidrógeno que, además, se purifica al 99 por ciento, aumenta mucho la producción de gasoil premium. Para YPF y Odebrecht, entonces, construir la unidad de CCR significó muchos desafíos simultáneos. Como se detalló en capítulos previos: erigir la unidad de CCR en sí misma, que contiene el mayor horno del país para calentar la nafta pretratada que ingresa en el reactor. Luego, el reactor, construido en una única pieza de más de 60 metros, protagonista de una logística especial para su traslado desde Quilmes, donde fue fabricado, hasta Ensenada; y el regenerador (donde se recicla el cata- lizador), constituido por módulos de más de 200 tone- ladas cada uno, fabricado en Corea del Sur, que debió ser montado en altura, con grúas gigantes y precisión milimétrica. A todo ese trabajo hubo que sumar la planta PSA, purificadora de hidrógeno, y la readecuación (revamp) de varias unidades asociadas, que requirió dos exitosas, aunque estresantes, paradas de planta. ¿Por qué fue necesario “revampear” esas unidades? Para comprenderlo es necesario continuar con el proceso de SECRETOSDEUNGIGANTE
- 17. producción de aromáticos e hidrógeno a fin de aumentar el caudal de combustibles premium. Unavezquelanaftapretratadaseconvirtióenel“reformado”, graciasalaunidaddeCCR,seobtieneuncompuestoformado por un 50 por ciento de aromáticos y el resto de parafinas. Este reformado, ya separado el hidrógeno en forma de gas que se formó durante la reacción, ingresa en otra unidad que separa las parafinas de los aromáticos. Acto seguido, los aromáticos se dirigen hacia otra planta, en la cual son separados según su tipo. De allí salen, por distintos caminos, el benceno, el tolueno, los xilenos (que forman el complejo BTX) y algunos aromáticos pesados. “Benceno, tolueno y xilenos sirven para aumentar el octanaje de las naftas –explica Juan Carlos Ferretti, Jefe de Ingeniería de YPF–. Pero el benceno no puede utilizarse para eso, debido a su toxicidad, y se destina básicamente a la producción de polietileno.” “Como es lógico, el importantísimo incremento de la pro- ducción de aromáticos, sumado a la antigüedad de las unidades, hicieron necesarios los trabajos de revamp y las paradas de planta para aumentar el volumen procesado y adecuar las unidades a las nuevas normas de calidad y seguridadoperacional–comentaBrottier–.Duranteesaspa- radas se llegó a un pico de casi 2.000 personas trabajando. Fueron desafíos de logística importantes y de organización conjunta de nuestros equipos junto a los técnicos y pro- fesionales de YPF. Desafíos que sorteamos con éxito, trabajandocodoacodolas24horas,sufriendolascondiciones climáticasysorteandoproblemasentiemporeal.” La planta de CCR contiene 2.200 toneladas de estructuras metálicas de color naranja o amarillo que enmarcan a los equipamientos, como los parrales, el horno, el reactor y el regenerador. DURANTE LA CONSTRUCCIÓN SE TESTEARON MÁS DE 80 SUBSISTEMAS QUE LUEGO SE ACTIVARON DE FORMA COORDINADA.
- 19. HAY DIFERENTES AROMÁTICOS Y SUS APLICACIONES SON INNUMERABLES. EL BENCENO, UTILIZADO PARA PRODUCIR POLIETILENO, NAILON Y DETERGENTES; EL TOLUENO, EMPLEADO PARA INSECTICIDAS Y ESPUMA DE POLIURETANO, Y LOS XILENOS, QUE SIRVEN PARA GENERAR RESINAS Y POLIÉSTER, ENTRE MUCHOS OTROS USOS.
- 20. SECRETOSDEUNGIGANTE “Esos paros de planta –reafirma Ferretti– fueron motivo de orgullo. Pese a la complejidad de las tareas y a la cantidad de gente trabajando, salieron bien, en especial el segundo, ya que fueron muy planificados. Y lo más importante: durante el proceso de construcción jamás hubo que parar la planta por otro motivo que no fuera el revamp. Eso, pese a trabajar a veces a más de 80 metros de altura. Es uno de los logros más destacables.” “Entonces, llegó el momento de poner en marcha toda la unidad –relata Esteban Trouet–. No se trata de apretar un botón, sino de iniciar un largo proceso, de meses, durante los cuales hay que testear y hacer funcionar progresivamente más de 80 subsistemas, primero individualmente y luego en forma coordinada. Fue tanto y tan intenso el trabajo previo para que todo saliera bien que, llegado el momento, no encontramos grandes La capacidad de cada profesional para crear algo distinto, para innovar, y para formar equipos eficaces y cooperativos siempre está presente.
- 21. inconvenientes y todo salió como fue planificado. La puesta en marcha se hizo en agosto. Y a comienzos de septiembre salieron los primeros productos tratados.” “Odebrecht se portó de maravilla –asevera Sergio Affronti, Vicepresidente de YPF–. Tomó la obra más grande que nosotros hayamos desarrollado en los últimos años y la llevó adelante con éxito desde el punto devistadelostiempos,loscostos,lacalidaddelaobrayla seguridad de los trabajadores. Son los cuatro indicadores básicos que nosotros mensuramos especialmente en este tipo de proyectos.” El futuro había comenzado. No solo porque la unidad de CCR introduce en el país una tecnología nueva que posiciona a YPF como integrante del club de los más avanzados en la materia, sino porque le permite a la vez ponerse a tono con las importantes demandas actuales y por venir en materia de combustibles de alta calidad. Una vez agregados los aromáticos a las naftas para elevarles el octanaje y una vez utilizado el hidrógeno para generar el gasoil premium, libre de azufre, el proceso se completa con el transporte por camiones hacia las estaciones de servicio, y desde allí a los surtidores y a los automóviles. El simple y cotidiano acto de cargar combustible, entonces, es el final de un camino que guarda no una, sino miles de historias. Un camino que es producto de miles de voluntades, de la imaginación de los que sueñan, de la fuerza y del esfuerzo de quienes construyen. De la tenacidad de quienes cada día dan vida a todo el proceso.