Equilibrio Líquido-Líquido de Sistemas Hidrocarburos + aditivos oxigenados. Naftas Reformuladas

Abstract

A través del tiempo se han realizado modificaciones en la composición de las naftas para motores de combustión interna, conduciendo a una mejor calidad del aire y acompañando la evolución de los motores. Los compuestos oxigenados como los alcoholes pueden emplearse para lograr estos requerimientos. Para tener una mejor visión de la importancia del área de Hidrocarburos y en particular el de las naftas reformuladas con alcoholes (etanol y/o metanol) como aditivo oxigenado (DOWNSTREAM), un poco de historia permitirá un mejor entendimiento. A través del tiempo, importantes modificaciones en composición se realizaron en las naftas para motores de combustión interna. Estos cambios se introdujeron para que conduzcan a una mejor calidad del aire y puedan acompañar la evolución de los motores. Dichas normativas incluyen limitaciones en el contenido máximo de: azufre, benceno y aromáticos en general, olefinas, gomas, plomo y componentes livianos (butanos), así como la eliminación del plomo tetraetilo usado antiguamente como antidetonante. A tal fin, la USA-EPA (USA-Environmental Protection Agency) reglamenta el 2% en masa de oxígeno en gasolina o naftas reformuladas [1]. Esta ley es una de las primeras y más influyentes leyes ambientales en Estados Unidos, y una de las leyes de calidad de aire más completas del mundo. Sirve como referencia en la materia. Diversos compuestos oxigenados pueden emplearse para lograr estos requerimientos siendo los principales alcoholes, porque presentan alto poder antidetonante, proporcionando gasolinas con alto octanaje [2-6]. Adicionalmente, etanol y metanol pueden obtenerse de materias prima que no incluya al petróleo y, consecuentemente, extiende las fuentes comerciales de combustibles no renovables. A tal fin pueden emplearse los siguientes compuestos oxigenados: Metanol (MeOH), Etanol (EtOH), Metil tert-butil éter (MTBE), Etil tert-butil éter (ETBE), etc. [7-10]. Los más difundidos y que están actualmente en uso en varias partes del mundo son el MTBE y ETBE, siendo el MTBE el más empleado en América y ETBE en la Unión Europea. Sin embargo, el MTBE presenta el inconveniente de su relativamente elevada solubilidad en agua provocando contaminación de aguas superficiales y subterráneas, con lo cual el destino ambiental de las gasolinas oxigenadas ha sido una preocupación importante desde mediados de la década de 1990. Esto ha llevado a la reciente eliminación del uso de MTBE apoyando un programa nacional de eliminación del MTBE y su reemplazo por etanol [11]. Regionalmente, en Brasil, desde1931 el uso de etanol como combustible ha sido objeto de numerosas medidas gubernamentales con respecto a su incorporación a la gasolina. La adición de etanol a la gasolina brasileña tuvo el objetivo inicial de reducir las importaciones de derivados del petróleo y, en un segundo lugar, resolver el problema del etanol sobre la producción debido a la caída del precio del azúcar en el mercado internacional. La adición de etanol a la gasolina brasileña fue aleatoria y el porcentaje agregado varió según la cosecha de etanol y el precio del azúcar en el mercado internacional. Pero en 1979, con la consolidación de “ProAlcool” (programa para motivar la producción y uso de etanol, que comenzó en 1975), el gobierno fijó la adición de 20% Vol. de etanol anhidro a la gasolina Es importante señalar que, durante los cuatro años del programa, los motores de los vehículos se convirtieron para usar cada vez más etanol y en 1979 el primer automóvil impulsado por etanol, con un motor diseñado para funcionar con etanol puro, salió de las líneas de montaje [11-13]. En Argentina la ley 26.093 establece el uso de biocombustibles cortados con combustibles minerales en el mercado interno al 5% como mínimo (corte de naftas con etanol) en vigencia a partir del 1º de enero 2010 en Argentina. Argentina cuenta con grandes ventajas en la materia “Energía” debido a su amplia matriz de fuentes renovables y no renovables, además de los avances tecnológicos que permiten un consumo cada vez más eficiente. De acuerdo a la Resolución 733/09 de la Secretaría de la Nación Argentina, se distribuyó un cupo de 202.000 m3 de etanol entre nueve ingenios azucareros radicados en Tucumán, Salta y Jujuy, cuando la demanda para cubrir un corte al 5% en teoría seria unos 282.000 m3. Por otra parte, la producción de etanol del segundo semestre del 2010 fue superior a la del primero, debido a que entraron en producción en la última mitad del año varias plantas industriales. Por lo tanto, las compañías petroleras adecuaron sus cortes de etanol al disponible y sus facilidades logísticas, cortando en porcentajes del 5 al 10% en algunos lugares del país. En 2011, el programa estuvo regularizado. Las Naftas reformuladas con etanol generaron un aumento en las fuentes de trabajo e ingresos económicos del Sector Azucarero, lo cual impacto favorablemente en la economía del noroeste argentino. En el año 2010 el Ministerio de Ciencia , Tecnologia e Innovacion productiva diseña el Plan Argentina Innovadora 2020, área Eneria. En particular sugiere la construcción de una alianza estratégica entre el sistema Universitario Nacional y el Sistema Pruductivo. En la década del 90, debido a la venta de YPF se rompió esa alianza entre el sistema científico y la empresa YPF, este plan estratégico propone líneas de acción muy positivas y necesarias. Entre las líneas de acción propuestas esta la promoción de la investigación científica universitaria al servicio de YPF. La focalización del Ministerio de Ciencia, tecnología e Innovación Productiva de la Nación Argentina en el Plan Argentina Innovadora 2020 busca asegurar la autosuficiencia de Argentina en materia de suministro energético. Esto será posible diversificando las fuentes de energía de las que dispone el país y desarrollando energías alternativas. El foco está puesto también en que estas acciones contemplen la protección del ambiente y la distribución de energía suficiente en todo el país y en todos los niveles sociales de la población. El Núcleo Socio Productivo Estratégico “Petróleo y Gas”, comprende tanto las tecnologías para el desarrollo y explotación de yacimientos de hidrocarburos, como las utilizadas en los procesos físicos químicos de procesamiento del petróleo para la obtención de diferentes productos combustibles. Se desarrollarán e implementarán tecnologías que permitan mejorar la eficiencia de la industria, retomando la senda del autoabastecimiento energético [14]. Actualmente el 55% de la producción de petróleo proviene de dos empresas: YPF (34,8%) y Pan American Energy (19,2%). YPF SA es una empresa cuyo capital accionario corresponde en un 51% al Estado Argentino y el 49% restante se distribuye entre distintos inversores internacionales, cotiza en la Bolsa de Buenos Aires y de Nueva York. A fin de asegurar la implementación del Plan Argentina Innovadora 2020, a partir del año 2012 se pusieron en marcha las denominadas “Mesas de Implementación (MI)” con el propósito de definir los cursos de acción a realizar y los resultados factibles de ser alcanzados durante un período de cuatro años desde la realización de cada MI. A partir del trabajo de las MI se establecieron los objetivos, metas y actividades de Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) y de formación de recursos humanos para fortalecer los Núcleos Socio Productivos Estratégicos (NSPE), los que están contenidos en los Planes Operativos [15]. En cuanto a la “Producción de petróleo y gas” del 2002 al 2011 la producción de petróleo se redujo en un 24% y la de gas en el mismo período en un 2%, siendo su disminución de un 13% si consideramos el año 2004, máximo histórico de la producción de gas en el país. En elaboración de combustibles la elaboración de las distintas calidades de naftas descendió entre el 2001 y el 2005 en un 35%, ascendiendo nuevamente hacia el 2011, pero sin alcanzar los volúmenes del 2001. El gas oil fue variable en el período de análisis manteniéndose entre los 11 y 12,5 millones de metros cúbicos, mientras que el fuel oil tuvo un incremento importante del 300% en el lapso 2001-2008. El parque automotor, principal consumidor de naftas, en el mismo lapso creció del orden de un 50%. Se entiende, entonces que resulta necesario encarar proyectos de investigación y desarrollo tecnológico nacional para la expansión de la industria petrolera argentina, apuntalando a la sustentabilidad energética del país. Las líneas de actuación al medio-largo plazo:1- Fomento a la I+D de proyectos en investigación básica y aplicada estratégicas en el control de químicos y del fondo de tanques de almacenamiento del inciso 4.3.2 del Plan Operativo 2012-2015 para consolidar el NSPE. 2- Desarrollo de RRHH en competencias técnicas propias de la industria petrolera (Formación de Profesionales (lic. en Física, Ing. Químicos, Ing. Industrial y afines) especializados en el área requeridos por YPF para el desarrollo del NSPE del inciso 4.41 del Plan Operativo 2012-2015.

Over time, modifications have been made in the composition of naphtha for internal combustion engines, leading to better air quality and accompanying the evolution of the engines. Oxygenated compounds such as alcohols can be used to achieve these requirements. To have a better view of the importance of the Hydrocarbons area and in particular the naphtas reformulated with alcohols (ethanol and / or methanol) as an oxygenated additive (DOWNSTREAM), a bit of history will allow a better understanding. Over time, important modifications in composition were made in naphtha for internal combustion engines. These changes were introduced to lead to better air quality and can accompany the evolution of the engines. These regulations include limitations on the maximum content of: sulfur, benzene and aromatics in general, olefins, gums, lead and light components (butanes), as well as the elimination of tetraethyl lead formerly used as antiknock. To this end, the USA-EPA (USA-Environmental Protection Agency) regulates 2% by mass of oxygen in gasoline or reformulated naphtha [1]. This law is one of the first and most influential environmental laws in the United States, and one of the most complete air quality laws in the world. It serves as a reference in the matter. Various oxygenates can be used to achieve these requirements being the main alcohols, because they have high antiknock power, providing gasoline with high octane [2-6]. Additionally, ethanol and methanol can be obtained from raw materials that do not include petroleum and, consequently, it extends commercial sources of non-renewable fuels. For this purpose, the following oxygenates can be used: Methanol (MeOH), Ethanol (EtOH), Methyl tertbutyl ether (MTBE), Ethyl tert-butyl ether (ETBE), etc. [7-10]. The most widespread and which are currently in use in various parts of the world are MTBE and ETBE, with MTBE being the most used in America and ETBE in the European Union. However, MTBE has the disadvantage of its relatively high solubility in water, causing pollution of surface and groundwater, and the environmental fate of oxygenated gasoline has been a major concern since the mid-1990s. the recent elimination of the use of MTBE, supporting a national program to eliminate MTBE and replace it with ethanol [11]. Regionally, in Brazil, since 1931 the use of ethanol as fuel has been subject to numerous governmental measures regarding its incorporation into gasoline. The addition of ethanol to Brazilian gasoline had the initial objective of reducing the imports of petroleum derivatives and, in a second place, solving the problem of ethanol over production due to the fall in the price of sugar in the international market. The addition of ethanol to Brazilian gasoline was random and the aggregate percentage varied according to the ethanol crop and the price of sugar in the international market. But in 1979, with the consolidation of "ProAlcool" (program to motivate the production and use of ethanol, which began in 1975), the government set the addition of 20% Vol. Of anhydrous ethanol to gasoline. It is important to note that, during In the four years of the program, the engines of the vehicles were converted to use more and more ethanol and in 1979 the first car driven by ethanol, with an engine designed to run on pure ethanol, left the assembly lines [11-13] . In Argentina, law 26.093 establishes the use of biofuels cut with mineral fuels in the domestic market at a minimum of 5% (cutting naphthas with ethanol) in force as of January 1, 2010 in Argentina. Argentina has great advantages in the matter "Energy" due to its wide array of renewable and non-renewable sources, in addition to the technological advances that allow an increasingly efficient consumption. According to Resolution 733/09 of the Secretariat of the Argentine Nation, a quota of 202,000 m3 of ethanol was distributed among nine sugar mills located in Tucumán, Salta and Jujuy, when the demand to cover a 5% cut in theory would be about 282,000 m3. On the other hand, the ethanol production of the second semester of 2010 was superior to that of the first, due to the fact that several industrial plants entered production in the last half of the year. Therefore, the oil companies adapted their cuts of ethanol to the available and their logistical facilities, cutting in percentages of 5 to 10% in some parts of the country. In 2011, the program was regularized. The Naphtas reformulated with ethanol generated an increase in the sources of work and economic income of the Sugar Sector, which favorably impacted the economy of northwestern Argentina. In 2010, the Ministry of Science, Technology and Productive Innovation designed the Argentina Innovative 2020 Plan, Eneria area. In particular, it suggests the construction of a strategic alliance between the National University System and the Pruductive System. In the 90's, due to the sale of YPF, that alliance between the scientific system and the YPF company was broken, this strategic plan proposes very positive and necessary lines of action. Among the proposed lines of action is the promotion of university scientific research at the service of YPF. The focus of the Ministry of Science, Technology and Productive Innovation of the Argentine Nation in the Argentina Innovative 2020 Plan seeks to ensure Argentina's self-sufficiency in terms of energy supply. This will be possible by diversifying the energy sources available to the country and developing alternative energies. The focus is also placed on these actions to consider the protection of the environment and the distribution of sufficient energy throughout the country and at all social levels of the population. The Strategic Productive Partner Nucleus "Oil and Gas", includes both technologies for the development and exploitation of hydrocarbon deposits, as well as those used in the physical chemical processes of petroleum processing to obtain different fuel products. Technologies that improve the efficiency of the industry will be developed and implemented, returning to the path of energy self-sufficiency [14]. Currently, 55% of oil production comes from two companies: YPF (34.8%) and Pan American Energy (19.2%). YPF SA is a company whose share capital corresponds 51% to the Argentine State and the remaining 49% is distributed among different international investors, listed on the Buenos Aires and New York Stock Exchange. In order to ensure the implementation of the Argentina Innovative 2020 Plan, starting in 2012, the so-called "Implementation Tables (MI)" were launched with the purpose of defining the courses of action to be carried out and the feasible results to be achieved during a period of four years from the completion of each MI. The objectives, goals and activities of Research, Development and Innovation (R & D + i) and training of human resources to strengthen the Socio-Productive Strategic Nuclei (NSPE) were established from the work of the IMs, which are contained in the Operational Plans [15]. In terms of "Oil and gas production" from 2002 to 2011, oil production was reduced by 24% and gas production by 2% in the same period, with a 13% decrease if we consider the year 2004 , historical maximum of gas production in the country. In the elaboration of fuels, the elaboration of the different qualities of naphtha decreased between 2001 and 2005 by 35%, rising again towards 2011, but without reaching the volumes of 2001. Gas oil was variable in the analysis period remaining between 11 and 12.5 million cubic meters, while fuel oil had a significant increase of 300% in the period 2001-2008. The automotive fleet, the main consumer of gasoline, grew by 50% in the same period. It is understood, then, that it is necessary to face national technological research and development projects for the expansion of the Argentine oil industry, underpinning the country's energy sustainability. The lines of action in the medium-long term: 1- Promotion of R & D of projects in basic and applied strategic research in the control of chemicals and the storage tank bottom of subsection 4.3.2 of the Operational Plan 2012-2015 for consolidate the NSPE. 2- Development of HR in technical competencies specific to the oil industry (Training of Professionals (Licentiate in Physics, Chemical Engineering, Industrial Engineering and related) specialized in the area required by YPF for the development of the NSPE of section 4.41 of the Plan Operative 2012- 2015.