Refining Review # 12 by RefiningReview

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DIRECTOR Ramiro Flores Rodríguez COORDINADORES Álvaro Daniel Mendoza Silva Daniela Mita Jiménez Mauricio Edgar Mayta Zeballos Silvana Milenka Quispe Pacajes Néstor Chambi Chinche

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Referencia Al citar este documento se debe señalar como: Refining Review. (2019). Simulación y Diseño. Refining Review No. 12. UMSA. Facultad de Ingeniería. Carrera de Ingeniería Petrolera. La Paz, Bolivia. Nota a la edición: Los artículos, entrevistas y trabajos presentados en esta revista son de plena responsabilidad de cada uno de sus autores y no refleja la opinión de los editores, ni de la UMSA.

a revista REFINING REVIEW es sustancial para el desarrollo académico, abriendo paso a la investigación en el Sector Hidrocarburos. En esta duodécima edición se quiere dar un aporte académico en temas que relacionen la Simulación y el Diseño. Para tal objetivo se han desarrollado proyectos direccionados por parte de los estudiantes de la materia de Refinación del Petróleo. El presente trabajo cuenta con entrevistas y artículos de profesionales en el sector. Se busca dar a conocer la capacidad investigativa y con ella la información al público en general. Durante la elaboración de esta edición, se han tomado en cuenta temas específicos con aplicación en nuestro país, buscando enriquecer el conocimiento de nuestros lectores.

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A la Carrera de Ingeniería Petrolera por la formación académica, a instituciones como la FUNDACION JUBILEO, YPFB, ANH, IFSA GROUP y a nuestros docentes que aportaron con seminarios, entrevistas y artículos. A nuestros compañeros que colaboraron con sus proyectos, pero sobre todo a Dios y a nuestros padres que día a día nos brindan su apoyo incondicional.

a edición de esta revista, fue posible al trabajo continuo de los coordinadores, estudiantes de la materia Refinación del Petróleo y del Ing. Ramiro Flores Rodriguez, docente de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Facultad de Ingeniería de la UMSA. Quien nos motiva a ser mejores personas y estudiantes comprometidos con nuestro país.

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INTRODUCCION A LA SIMULACION DE RESERVORIOS Hermas Herrera Callejas UMSA

El advenimiento y el acelerado avance de la electrónica en las últimas décadas, juntamente con el desarrollo de las comunicaciones, ha dado lugar al nacimiento de lo que se conoce como las TIC (Tecnología de la Información y la Comunicación). Esto ha evolucionado la simulación de reservorios de algo poco visible en una herramienta muy importante que permite al ingeniero tener un mejor entendimiento de la dinámica del flujo de fluidos en reservorios complejos y las características de la dinámica del flujo de fluidos cerca al pozo, la interacción del pozo (horizontal, vertical o desviado) con el reservorio, el modelaje adecuado de las estructuras geológicas, fallas y la complejidad de la caracterización del reservorio. Palabras Clave: Simulación, Reservorios, Tecnología The advent and rapid progress of electronics in recent decades, together with the development of communications, has led to the birth of what is known as ICT (Information and Communication Technology). This has evolved the simulation of reservoirs of something little visible in a very important tool that allows the engineer to have a better understanding of the dynamics of fluid fl ow in complex reservoirs and the characteristics of fluid flow dynamics near the well, the interaction of the well (horizontal, vertical or deviated) with the reservoir, the appropriate modeling of the geological structures, faults and the complexity of the reservoir characterization. Key Words: Simulation, Reservoirs, Technology INTRODUCCION

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Las ecuaciones de flujo de los fluidos en el reservorio, por tratarse de ecuaciones diferenciales parciales, no pueden resolverse en forma analítica, lo que impulsa a representarlas en forma discreta a fin de buscar soluciones a través de métodos numéricos de aproximación mediante procesos iterativos. Por tanto los simuladores numéricos de yacimientos se usan ampliamente ya que permiten resolver problemas que no se pueden resolver por otros medios. Al inicio de la simulación, el compromiso era aunar esfuerzos en el análisis numérico y el desarrollo de métodos prácticos de cálculo. Los primeros simuladores fueron lo suficientemente grandes y se desarrollaron en computadoras de gran tamaño y sobre todo de gran costo justificados por la necesidad de contar con un comportamiento detallado a mediano o largo plazo de reservorios de gran capacidad de almacenamiento. Esto convirtió a la simulación en una herramienta indispensable en el manejo de los reservorios.

Anteriormente para calcular la recuperación de hidrocarburos, por ejemplo, se utilizaban métodos de balance de materia como los de Schilthuis, Tarner, Muskat, Pirson y Tracy en los cuales se considera al yacimiento como un tanque (modelo de tanque) al que se asignan propiedades promedio, tanto del reservorio como de los fluidos. Sin embargo, esta suposición de homogeneidad a lo largo de todo el yacimiento, aunque se ha demostrado que puede ser válida con ciertas limitaciones, en la mayor parte de las veces esto no existe, por lo cual se pensó en dividir el yacimiento en una serie de bloques o celdas, asignándole a cada una de ellas propiedades promedio y aplicar la ecuación de balance de materia para cada bloque, acoplado a la ecuación de Darcy que permite determinar la interacción entre los bloques. A esto, es decir, al hecho de dividir el yacimiento en una serie de bloques para su estudio se le conoce como discretización, como puede suponerse, se requiere de una gran cantidad de cálculos (hay que utilizar balance de materia en cada bloque) por lo que se hace indispensable el uso de una computadora para llevarlos a cabo.

La simulación de reservorios es una ciencia que combina la física, la matemática, la geología, la ingeniería de yacimientos y la programación de computadores para desarrollar herramientas que pronostiquen el comportamiento de los yacimientos de hidrocarburos bajo diferentes condiciones de desarrollo y operación. Simular proviene de la expresión “dar la apariencia de”. Luego, esta ciencia es indispensable en virtud de que se requiere obtener predicciones exactas del desarrollo de un yacimiento. Dicha necesidad nace del hecho de que un proyecto de recuperación de un campo de hidrocarburos involucra una inversión de cientos de millones de dólares y presenta varios riesgos que están asociados con el desarrollo y por tanto se precisa la evaluación y minimización de riesgos. Los factores que contribuyen al riesgo incluyen: −

Complejidad del reservorio o yacimiento debido a la heterogeneidad y anisotropía en las propiedades de las rocas y los fluidos del reservorio

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Variaciones regionales del flujo de fluidos y características de las curvas de permeabilidades relativas, Complejidad del mecanismo de recuperación de hidrocarburos, Aplicabilidad de otros métodos predictivos limitados e inapropiados.

El último factor es el único controlable por el ingeniero pero requiere experticia y práctica adecuada. ANTECEDENTES DE LA SIMULACION DE RESERVORIOS Prácticamente la simulación de reservorios se ha empleado desde los inicios de la ingeniería petrolera. Antes de 1960, los cálculos para predecir el comportamiento del reservorio, pronosticar la recuperación o comparar alternativas económicas entre diversos métodos de recuperación, consistían en métodos analíticos tales como: el método de balance de materia o simulador de cero dimensiones y el método de Buckley-Leverett o modelo de una dimensión. El término “simulación” se hace común a principios de 1960, refiriéndose con él a métodos de predicción del comportamiento de reservorios, desarrollados en programas de computadoras relativamente sofisticados. Dichos programas representaban un mayor adelanto debido a que permitían, mediante métodos numéricos y procesos iterativos, la solución de un conjunto de ecuaciones expresadas en diferencias finitas que describían flujo multifásico a través de un medio poroso heterogéneo en dos y tres dimensiones. Este adelanto se hizo posible gracias a la evolución rápida que se produjo en el avance tecnológico de las computadoras como no sucedió en ningún otro campo del desarrollo tecnológico y sobre todo el desarrollo de métodos numéricos capaces de resolver grandes sistemas de ecuaciones en diferencias finitas. Durante los años 60, los esfuerzos de la simulación fueron dedicados en gran medida a la solución de problemas de flujo de dos fases (gas y agua) y, de tres fases, así como modelos de petróleo negro. La simulación de métodos de recuperación se limitaba a los problemas de

Actualmente, la disponibilidad de computadores de gran capacidad y gran velocidad de proceso juntamente con una disminución del costo de estas ha significado un enorme progreso. Esto hace de la simulación un instrumento práctico en la toma de decisiones y planeación durante la vida de un reservorio.

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Lógicamente el primer problema que surge es obtener la información necesaria para cada bloque, lo cual se desconoce y una vez estimado sobre la base de la información disponible para las ubicaciones de pozos perforados, continúa teniendo cierto grado de incertidumbre. Sin embargo, suponiendo que se pueda conseguir dicha información, esta es la mejor manera de llevar a cabo el estudio de un yacimiento cuando éste no es homogéneo. Sin embargo no se pretende afirmar que sea la única herramienta o deba aplicarse indistintamente para la solución de cualquier problema, pues la experiencia ha demostrado que el método de balance de materia, en determinados casos puede proporcionar resultados acertados, satisfactorios y económicos.

agotamiento natural y de mantenimiento de presión. Con esto era posible el desarrollo de un modelo de simulación único, capaz de dirigirse a la mayoría de los problemas de yacimientos que se tenían. Durante los años 70 el panorama cambió radicalmente. El aspecto económico motivó a que se buscara la forma de obtener una mayor recuperación, llevándose a efecto proyectos de pruebas de campo -pruebas piloto- encaminadas al estudio de procesos de recuperación mejorada. Esto condujo a la simulación de nuevos procesos que iban más allá de la disminución de presión convencional y del mantenimiento de presión, tales como la inyección de miscibles, la inyección de vapor, la inyección de productos químicos y la combustión in-situ. Con esto, al manejo relativamente cómodo de dos componentes de hidrocarburos (gas y petróleo) en flujo simple inmiscible, había que agregarle la influencia de la temperatura, agentes químicos y los efectos del comportamiento complejo del equilibrio entre fases. La proliferación que tuvieron estos métodos de recuperación en los años 70 motivó la orientación del concepto de modelo único o general hacia modelos individuales desarrollados para representar cada una de estas nuevas técnicas.

de heterogeneidades normalmente halladas en un yacimiento. Tal es el caso, de refinamiento de mallas convencionales para describir mejor el pozo dentro del yacimiento, o las nuevas mallas PEBI –Bisección Perpendicular- que permiten modelar más realísticamente los procesos intrincados de flujo dentro de una fractura, pozo horizontal, o la caracterización adecuada de fallas, lentes, y discontinuidades. Esto permite en la actualidad la posibilidad de predecir el comportamiento futuro del reservorio bajo diversas alternativas de recuperación mejorada bajo la premisa de “qué pasa si…”. Analizando y evaluando cuál de las alternativas de recuperación mejorada es la más conveniente dadas las circunstancias y condiciones presentes del reservorio en declinación. OBJETIVOS DE LA SIMULACION DE RESERVORIOS La simulación de reservorios es un proceso mediante el cual el ingeniero, con la ayuda de un modelo matemático, integra un conjunto de factores para describir con cierta precisión el comportamiento de procesos físicos que ocurren en un reservorio.

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Las investigaciones realizadas durante este tiempo dieron como resultado un avance significativo en la formulación de modelos de simulación y de métodos numéricos para la solución de sistemas de ecuaciones. Estos avances permitieron simular procesos de recuperación complejos y/o reducir el costo de tiempo del computador. En la actualidad el enfoque de la simulación es el de afinar los avances que se han obtenido y tender hacia un simulador general aplicable a todos o a la mayoría de los procesos de recuperación que interesen. El éxito depende en gran parte, de la obtención de ecuaciones de estado que representen el comportamiento PVT de los componentes de un sistema de fluidos en tres fases bajo un rango de presiones y temperaturas bastante amplio. Aunado a esto, se vienen desarrollando métodos de enmallado más eficaces que permitan capturar con más exactitud los detalles locales del medio poroso y

Figura 1: Well Section. Simulación de Reservorios.

Un modelo matemático de simulación de reservorios consiste en un número determinado de ecuaciones que expresan el principio de conservación de masa y/o energía acoplada con ecuaciones representativas de flujo de fluidos, temperatura y/o la concentración de estos fluidos a través de medios porosos. Dichas ecuaciones son ecuaciones diferenciales en

derivadas parciales no lineales, su solución es posible únicamente con métodos numéricos y de manera discreta, es decir, en un número de puntos preseleccionados en tiempo y en espacio y no de una manera continua. La no linealidad de las ecuaciones obedece a los siguientes factores:

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La heterogeneidad del medio poroso. La relación no lineal entre la saturación con la presión capilar. Las propiedades PVT de los fluidos son funciones no lineales de la presión, composición y temperatura.

Los modelos matemáticos planteados para la solución de los problemas de flujo de los fluidos en el medio poroso requieren del uso de programas de cómputo debido a la cantidad de cálculos tan grande que se realizan al efectuar una simulación. El objetivo primordial al hacer uso de la simulación es predecir el comportamiento de un determinado reservorio y con base a los resultados obtenidos, optimizar ciertas condiciones para aumentar la recuperación. Para ello se requiere de la experiencia y buen juicio del ingeniero para decidir cuándo es preciso utilizar un modelo y que tipo de modelo es el más conveniente en cada caso; así como evaluar de una manera apropiada tanto los datos que se van a utilizar en la simulación como los resultados que se obtengan de ella. La selección del modelo a utilizar, además del aspecto económico, está en función de lo que se desea simular y de la información con que se cuente para realizar la simulación, pero una regla general es utilizar el modelo más simple capaz de resolver el problema planteado. La simulación de reservorios constituye la herramienta más poderosa con que cuenta el ingeniero petrolero siempre y cuando la geología y las propiedades de los fluidos estén caracterizadas y el modelo matemático de simulación ha sido probado y calibrado adecuadamente.

Figura 2. Sísmica.

La ventaja del modelo así planteado es que permite “producir” un yacimiento varias veces y en muy diferentes maneras, con lo cual se pueden analizar varias alternativas y seleccionar el mejor escenario. El observar el comportamiento del modelo bajo diferentes condiciones de operación, ayuda a seleccionar un conjunto de condiciones de producción óptimas para el reservorio.

HERMAS HERRERA, Ingeniero Petrolero ▪ Docente Emérito de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés ▪ Ex Director de la Carrera de Ingeniería Petrolera, UMSA ▪ Trabajó en IBM, Occidental Petroleum

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LA RSC Y LAS REFINERIAS DEL FUTURO Johnny Ramiro Flores Rodríguez IFSA GROUP / UMSA

La Responsabilidad Social Corporativa (RSC), es un concepto que actualmente se encuentra inmerso entre los principales objetivos empresariales e institucionales. Por tanto, es imposible pensar en empresas orientadas únicamente a la generación de beneficios económicos, donde la creación de valor social ha adquirido un puesto expectante dentro de la creación de valor en las organizaciones. Al respecto, existen numerosos trabajos de análisis e investigación a nivel nacional e internacional sobre Desarrollo Sostenible. Sin embargo, no existen trabajos específicos que relacionen o expliquen científicamente, por qué los avances en esta materia son limitados y se continúa bajo el esquema sin medida de la explotación de los Recursos Naturales. Sin embargo, es importante identificar el impacto en países en vías de desarrollo, como es el caso boliviano, donde los nuevos desafíos y las oportunidades que podría ofrecer la RSC; como mecanismo creativo y dinamizador en las estrategias de las organizaciones, en especial de YPFB Corporación; puedan sustentar una visión de largo plazo, que involucre ganancias de libertad, flexibilidad y eficiencia, en las relaciones entre el Estado, el sector privado y la sociedad. En consecuencia, la propuesta pretende relacionar las diversas aportaciones científicas en torno al Desarrollo Sostenible y el Crecimiento Económico de nuestro país. Palabras Clave: Desarrollo Sostenible, Responsabilidad Social Corporativa, Crecimiento Económico, Marketing Social Corporativo, YPFB Corporación, Refinación. Corporate Social Responsibility (CSR) is a concept that is currently immersed in the main business and institutional objectives. Therefore, it is impossible to think of companies oriented solely to the generation of economic benefits, where the creation of social value has acquired an expectant position within the creation of value in organizations. In this regard, there are numerous works of analysis and research at national and international level on Sustainable Development. However, there are no specific works that relate or explain scientifically, why the advances in this matter are limited and it is continued under the scheme without a measure of the exploitation of Natural Resources. However, it is important to identify the impact on developing countries, such as the Bolivian case, where the new challenges and opportunities that CSR could offer; as a creative and dynamic mechanism in the strategies of organizations, especially YPFB Corporation; can support a long-term vision, which involves gains of freedom, flexibility, and efficiency, in relations between the State, the private sector and society. Consequently, the proposal aims to relate the various scientific contributions around the Sustainable Development and Economic Growth of our country.

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Key Words: Sustainable Development, Corporate Social Responsibility, Economic Growth, Corporate Social Marketing, YPFB Corporation, Refining Oil.

Emprender hoy en día un trabajo de investigación serio en Desarrollo Sostenible “demanda reconocer los profundos cambios en el pensamiento contemporáneo: la situación interparadigmática en que se encuentra la ciencia (modernidad y postmodernidad) y la transición epistemológica (racionalidad formal deductiva a un nuevo saber)” (Bravo & Marín, 2008).

Por tanto, es imperativo considerar que la preocupación por el comportamiento ético de las empresas y organizaciones, así como la consideración de los impactos sociales y ambiéntales que derivan de sus actividades, va más allá de los intereses económicos de las mismas (Ayuso & Mutis, 2010).

En los años 70, poco antes de la primera crisis del petróleo y la presión de movimientos ecologistas, se publicó el “Primer Informe del Club de Roma” sobre los límites al crecimiento (“The Limits to Growth”), cuyas conclusiones fueron las siguientes: “Si la industrialización, la contaminación ambiental, la producción de alimentos y el agotamiento de los recursos mantienen las tendencias actuales de crecimiento de la población mundial, este planeta alcanzará los límites de su crecimiento en el curso de los próximos cien años. El resultado más probable sería un súbito e incontrolable descenso, tanto de la población como de la capacidad industrial” (Meadows, Meadows, Randers, & Behrens, 1972). Bajo esta premisa, organizaciones como la CEPAL y el PNUMA plantearon la concepción del “ecodesarrollo”, concepto encaminado a situar límites al desarrollo industrial. Posteriormente, las nuevas corrientes de pensamiento denotan una visión de desarrollo económico ligado a la racionalidad científica, aseverando que: “el problema ambiental es uno de los más relevantes, en los planos epistemológico y social, pues coloca de relieve las fallas del estilo cognitivo de la modernidad y devela que el riesgo ecológico es un problema del conocimiento” (Bravo & Marín, 2008). Bajo una visión modernista, la “Perspectiva Disciplinar Positivista” de (Riechmann, 1995) define “la sostenibilidad como el mantenimiento de la capacidad de carga del ecosistema”. A su vez, los trabajos de (Wackernagel & Rees, 2001), introducen el término “huella ecológica”, como: “la superficie que demanda una cierta comunidad humana para producir los recursos que consume y absorbe los residuos generados”.

“El sector hidrocarburos en Bolivia fue fundamental para el desempeño económico de los últimos años. En efecto, el 50% del crecimiento de la economía se debió al proyecto de exportación de Gas Natural al Brasil gestionado durante el período 1974–1999, y al notable crecimiento en los precios internacionales del crudo, traduciéndose en mayores precios de exportación del Gas Natural; por ende, mayores ingresos para el Estado boliviano” (Medinaceli, Grebe, Fernandez, & Hurtado, 2012) (Medinaceli, 2012). El Estado boliviano ha mostrado gran compromiso con la premisa de Desarrollo Sostenible vs. Ecosistema, a través de la promulgación de la “Ley del Medio Ambiente” (Ley 1333, 1992). Sin embargo, a la par de un contexto afín al paradigma de explotación de los recursos sin límite, la actual “Ley de Hidrocarburos” (Ley 3058, 2005), en su artículo 11, establece: “Utilizar los hidrocarburos como factor del desarrollo nacional e integral de forma sostenible y sustentable en todas las actividades económicas y servicios, tanto públicos como privados”; fortaleciendo, técnica y económicamente a YPFB , para “llevar a cabo todas las actividades de la cadena productiva de hidrocarburos, así como la responsabilidad de la comercialización de sus derivados”. El objetivo de este trabajo de investigación, en consideración de la definición primaria de la RSC por parte del seminal Howard R. Bowen (Bowen, 1953) y de las reflexiones que derivan de ella; permitirán construir una relación de integración de los sistemas de gestión. En consecuencia, es posible: 1) “plantear relaciones y efectos sobre la implementación de medidas adecuadas” (Carroll, 1979); 2) integrar consistentemente estrategias: “cognitivas, de competencia, de diversificación,

En este entendido, podemos señalar que existe bastante evidencia empírica de modelos de crecimiento económico basados en la “explotación de los recursos naturales y acumulación del capital”, entre los que se destacan los expuestos por (Harrod, 1939) y (Domar, 1946).

En este entendido, podemos concebir que, en países en vías de desarrollo, como los latinoamericanos, “la estructura productiva tiene un importante sustento primario, los commodities poseen gran relevancia por su impacto en su economía” (Lanteri, 2014). En consecuencia, la exportación de los bienes primarios a los que nos referimos representa las principales fuentes de ingresos a sus economías, tal es el caso de Bolivia (minerales y gas natural), Brasil (productos agropecuarios, minerales y petróleo), México (petróleo y productos agropecuarios), Venezuela (petróleo) y Chile (minerales y pesca).

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"Ni la sociedad, ni el hombre, ni ninguna otra cosa deben sobrepasar, para ser buenos, los límites establecidos por la naturaleza". Hipócrates

funcionales, de crecimiento, industriales, de alta gerencia, metodológicas, de organización, de liderazgo y de rendimiento” (Ohmae, 1982); 3) concentrar conceptos complementarios expuestos en los trabajos de (Furrer, Thomas, & Goussevskaia, 2008) y (Ogliastri, 2017); 4) considerar las “expectativas del performance de las empresas e instituciones ante un escenario de decrecimiento sostenible, de desigualdad y repercusión sobre la insostenibilidad medioambiental, así como su incidencia sobre crisis económica” (Bono, 2012); y por último, 5) asociar la imagen de la empresa u organización, a causas solidarias como medioambientales o culturales, permanentes en el tiempo y que generen intangibles como beneficios estratégicos. ALCANCES Y LIMITACIONES El paradigma de los sistemas ecológicos y sociales radica fundamentalmente en el Desarrollo Sostenible. Actualmente vivimos una crisis ambiental que repercute sustancialmente en el planeta, lo que ha generado la necesidad de establecer límites ambientales, sociales y económicos.

influencia del paradigma funcionalista. El panorama económico para la década de los 80, se caracterizó por un menor dinamismo de las economías más desarrolladas y un reordenamiento de los mercados. A principios de los 90 los cambios tecnológicos fueron los nuevos patrones de producción (Gonzáles, 2008). En tanto, América Latina durante el mismo periodo, se caracteriza por los cambios significativos que representan las relaciones comerciales regionales, deuda externa significativa de los países, incidencia de factores globales en toda la región y un bajo desempeño económico y productivo. “Los ajustes estructurales, condicionados mayoritariamente por la reestructuración de las deudas externas, implicaron la obligación de una mayor apertura de las economías y el abandono del paradigma de desarrollo conocido como sustitución de importaciones. En ese momento histórico convergió en la región un conjunto de acontecimientos que impulsarían un cambio paradigmático de la integración y, posteriormente, de la integración energética (o quizás un desplazamiento de ideas predominantes dentro de un mismo paradigma)” (Gonzáles, 2008).

En principio el concepto de desarrollo estuvo basado en el “paradigma mecanicista y racionalista desde una visión de dominio sobre la naturaleza” (Miranda, Suset, Cruz, Machado, & Campos, 2007); explotando los Recursos Naturales sin ningún límite, dejando a un lado el cuidado del Medio Ambiente y la Responsabilidad Social. Cuando la explotación de estos recursos fue más compleja, el desarrollo evidenció sus primeras limitaciones. La naturaleza comenzó a poner límites a la actividad humana, y la “Ley de los Rendimientos Decrecientes” empezó a actuar. Por tanto, la productividad marginal del trabajo a disminuir. En este sentido, debemos tomar en cuenta que:

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“El paradigma ambiental exige actuar sobre cualquier Esfera de Sostenibilidad, con un enfoque en el que la naturaleza, el medio ambiente y la sociedad, se consideren como factores estratégicos de desarrollo” (Anon, 2005) (Miranda, Suset, Cruz, Machado, & Campos, 2007). CAMBIOS PARADIGMATICOS En términos energéticos a nivel mundial, los años 50 y 60, está representado por un periodo con gran

Figura 3: Cambios paradigmáticos en América Latina. Fuente: (Gonzáles, 2008).

En consecuencia, el Desarrollo Sostenible, es el resultado de las contradicciones que existen entre el crecimiento económico (como mejoramiento de calidad de vida) vs. las existentes condiciones ecológicas y sociales. Por ende, se fortalece el

criterio e importancia de los sectores industriales en el desarrollo y crecimiento económico de los países. En nuestro caso, el sector hidrocarburos, toma mayor importancia y peso específico por su impacto en la economía del Estado Boliviano.

plantas diseñadas para procesar calidades de crudo pesado. En medio de todas estas incertidumbres, la modernización y la digitalización del sector está pasando de una elección a un imperativo. PERSPECTIVAS

La refinación de petróleo es un elemento clave del sistema energético mundial. Es probable que la demanda de petróleo supere los 100 millones de barriles por día (MMBPD) en 2019, y casi todo esto toma la forma de productos refinados como la gasolina y el diesel. Las refinerías obtienen un margen de la diferencia entre los precios del petróleo crudo y los productos derivados del petróleo, el "crack spread", y deben tener en cuenta las tendencias futuras de oferta y demanda de productos petroleros a medida que planean inversiones en nueva capacidad. Los márgenes globales de refinación han fluctuado alrededor de US$ 5 por barril durante las últimas dos décadas, creando un grupo de valor de hasta US$ 250 mil millones por año para el sector petrolero (DOWSTREAM). Históricamente, la inversión en el DOWSTREAM ha sido impulsada por el crecimiento de la demanda de combustibles para carreteras. Durante la última década, dicho crecimiento en Asia y China, en particular, ha apuntalado la expansión de la capacidad de refinería global. Mirando hacia el futuro, los refinadores se enfrentan a un mercado más complejo y desafiante. El crecimiento de la demanda en diferentes productos está comenzando a divergir, y las importantes adiciones de capacidad en Asia y Oriente Medio afectarán los márgenes y los flujos comerciales de combustibles y petroquímicos. Por otro lado, el crecimiento en el suministro de crudo se está desplazando cada vez más hacia calidades más livianas y dulces que afectarán la rentabilidad de las refinerías y el caso de inversión para las

1. Cambios en las especificaciones del producto y demanda de diferentes productos: la introducción de la calidad del combustible y los estándares de emisión, así como los cambios en la demanda, requerirán que las refinerías inviertan en unidades de mejora y conversión para satisfacer las tendencias cambiantes de la demanda de diferentes productos petroleros. 2. Combustibles marinos: la mayor incertidumbre a corto plazo para las refinerías es la implementación de la reducción de la capa de azufre de la OMI en el combustible para barcos, del 3,5% al 0,5%, que entrará en vigor a partir de principios de 2020. Como lo hará el fuel oil de alto contenido de azufre universal ya no será compatible, esto provocará un cambio considerable en la demanda a medida que el mercado de envío migre a combustibles nuevos y compatibles. 3. Los combustibles para carreteras representan alrededor de la mitad de toda la demanda de productos petroleros. La electrificación de los vehículos y la mayor utilización de tecnologías alternativas de transmisión para vehículos comerciales (como GNL e hidrógeno) representan un riesgo para las perspectivas de demanda de gasolina y diésel. Se espera que esta tendencia tenga un impacto creciente en la demanda de productos refinados en los próximos 10-20 años, lo que obligará a las refinerías a reducir los rendimientos de combustible. 4. Aumentos significativos de la capacidad en Asia y Oriente Medio: los principales proyectos de expansión de capacidad del downstream se está poniendo en marcha en todo el mundo. Se espera que la capacidad mundial de refinación de petróleo aumente en un 15% durante 2020-

REFINACION DEL PETROLEO

Las perspectivas para la industria están siendo moldeadas por una serie de fuerzas que los refinadores deben incorporar en su planificación estratégica a futuro (Chatterton, 2019):

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“Históricamente, el sector de hidrocarburos ha desempeñado un papel fundamental en la economía boliviana. El valor de la producción hidrocarburífera muestra una tendencia creciente en los 20 últimos años, habiendo contribuido con porcentajes de entre 4 y el 6% del PIB” (Chávez, 2013).

2025, alcanzando 116 millones de barriles por día (MMBPD) en 2025. La inversión total hasta el 2025 superará los US$ 570 mil millones. Alrededor del 75% de las nuevas adiciones de capacidad se realizarán en Asia Pacífico y Oriente Medio y dos tercios de las adiciones de capacidad son “megaproyectos” (más de 300.000 BPD) financiados por compañías petroleras nacionales (NOC). Estas nuevas refinerías afectarán la competitividad de diferentes regiones y potencialmente conducirán a cambios en los flujos globales de productos y al cierre de la capacidad no competitiva. 5. Una mayor integración de la refinación de combustibles con la producción de petroquímicos y polímeros: una mayor integración de la refinación con la petroquímica es un tema clave que da forma a las perspectivas. La integración de petroquímicos proporciona a las refinerías acceso a mercados de productos químicos de rápido crecimiento y una cobertura natural contra el debilitamiento del crecimiento de la demanda de gasolina y diesel. Más del 60% de la inversión esperada en proyectos chinos está en capacidad integrada. La integración de la producción de combustibles y productos químicos tendrá un impacto en la economía de la industria y podría dejar a los jugadores menos integrados incapaces de responder a las tendencias cambiantes del mercado.

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6. Aumento proyectado en el suministro global de líquidos de gas natural y crudo ligero dulce, o LGN: La Agencia Internacional de Energía pronostica que casi todo el suministro incremental de petróleo hasta 2040 provendrá de “tight oil” y LGN. El “aligeramiento del crudo” hacia calidades más livianas afectará la rentabilidad de las refinerías y dañará las inversiones en esquemas de refinación de procesos complejos que requieren de mayor cantidad de crudos pesados. 7. Digitalización y modernización del sector de refinación: las tecnologías digitales ya están reduciendo los costos de refinación y las pérdidas de procesos, pero la modernización del sector se está moviendo de una elección estratégica a un imperativo, si los jugadores

apuntan a seguir siendo competitivos en el mercado global. A medida que cambia la demanda de diferentes productos derivados del petróleo, y el suministro de diferentes grados de crudo se vuelve más abundante o escaso. Por tanto, las refinerías deben adaptarse actualizando sus plantas e invirtiendo en una nueva capacidad de conversión. Al mismo tiempo, los refinadores deben mantenerse por delante de la competencia y luchar por las ventajas de costos y la posición en el mercado. Vemos los temas discutidos aquí como la creación de ganadores y perdedores en la refinación y la configuración del futuro de los mercados petroleros. REFINERIA DEL FUTURO Las empresas que desarrollan y comercializan tecnología de procesos están en una posición única para identificar y evaluar la tendencia global de la industria. Por ejemplo, la UOP ha asesorado a sus clientes en la aplicación de nuevas tecnologías para mejorar su rentabilidad en un mercado energético global en constante cambio, que permitan tomar decisiones finales de inversión. Esto es lo que forma la base para una visión clara a largo plazo de las tendencias emergentes en la industria. Un concepto importante a largo plazo es que se ha definido como la “Refinería del Futuro.” Este concepto está basado en la filosofía de que las refinerías deben diseñarse para facilitar una evolución de las listas de productos y entregar una competitividad sostenible en términos de costo total de producción en efectivo, la eficiencia del capital, la capacidad de respuesta a la regulación y la competencia y la agilidad para administrar unidades para mayor rentabilidad. La refinería del futuro deberá estar diseñada para la flexibilidad de abordar de manera rentable los cambios en las condiciones de mercado a corto plazo, y en 10 a 20 años más adelante. Hoy en día, como se dijo anteriormente, las refinerías se enfrentan a una serie de nuevos desafíos de los cuales la mayor necesidad es continuar haciendo inversiones para producir combustibles más limpios, reaccionar al cambio del mercado y adaptarse a lugares ampliamente previstos en la demanda de combustible para el transporte. Cada uno de estos desafíos afectará la

combinación de los productos y las estrategias de inversión para las refinerías en el futuro, a esto se deberá agregar la necesidad de abordar la rotación e inexperiencia de los operadores en un ambiente de complejidad creciente desde la materia prima hasta los productos.

petroquímicos de alto valor. Las tecnologías que permiten ambas producciones de una lista de combustibles limpios y una vía eficiente de “crudo a químico” a partir de materias primas con costos ventajosos, son esenciales para la rentabilidad a largo plazo de las refinerías.

Para muchos, las reglas más estrictas que pretenden eliminar es el uso de combustible subterráneo con alto contenido de azufre que presenta un desafío apremiante. Mientras que al mismo tiempo, muchos países se están alejando de la quema de gasolina para la generación de energía y calefacción. Estas tendencias están cerrando rápidamente el mercado de los combustibles pesados de alto contenido de azufre y creando una presión creciente para mejoras significativas en las capacidades de refinación.

Refinerías como esta, integrados con la producción petroquímica sustancial, son probablemente las más rentables en el largo plazo. De hecho las refinerías que producen solo productos petroquímicos están claramente en el horizonte.

Para satisfacer esta demanda creciente, la refinería del futuro debe tener la capacidad de convertir el petróleo crudo en combustible de alta calidad para la combustión limpia, además de productos

Anon. (15 de 01 de 2005). Ambiente y desarrollo. La incorporación de la sostenibilidad ambiental al desarrollo rural. Obtenido de Medio Ambiente: http://www.medioambiente.cu/ Asif, M., Fisscher, O., Bruijn, E., & Pagell, M. (2010). Integration of management systems: A methodology for operational excellence and strategic flexibility. Operations Management Research, 146-160. Ayuso, S., & Mutis, J. (2010). El Pacto Mundial de las Naciones Unidas - ¿una herramienta para asegurar la responsabilidad global de las empresas? Revista Globalización, Competitividad y Gobernabilidad, Vol. 4 (2). 112. Bono, E. (2012). El decrecimiento sostenible, crisis ecológico-económica, desigualdad y economía social. Revista de Economía Pública, Social y Cooperativa, 1-17. Bouluta, I., & Pitelis, C. (2014). Who Needs CSR? The impact of Corporate Social Responsability on National Competitiveness. Journal of Business Ethics, 119 (3), 349364. Bowen, H. R. (1953). Social responsibilities of the businessman. New York, NY: Harper & Row.

Con un pronóstico general de volúmenes de combustible alrededor del año 2035, la mayoría de las refinerías, incluso aquellas en mercados donde los combustibles están creciendo, están buscando caminos para administrar mejor sus capacidades para poder ingresar a categorías de productos que ofrecen volúmenes crecientes, así como una mayor rentabilidad. Muchas de estas refinerías planean expandirse a la petroquímica, donde la demanda global está creciendo un 40 % más rápido que el producto interno bruto, y varias veces más rápido que los combustibles de transporte.

REFERENCIAS

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Mientras tanto, las economías de alto crecimiento con el rápido crecimiento de la clase media aumentan su consumo de combustible para el transporte, y muchos de ellas están invirtiendo en una nueva infraestructura de refinación local capaz de producir combustibles limpios. Las refinerías existentes que tradicionalmente han suministrado productos de combustible a estos mercados de exportación encontraran demanda en esos mercados que están siendo cubiertas por refinerías locales recientemente establecidas. Como resultado millones de barriles de capacidad de refinación de exportación podrían estar en riesgo de quedar varados, es decir, a menos que los activos que los producen puedan ser adaptados o reutilizados.

Tan importante como cualquier otro factor, la refinería del futuro será una instalación conectada digitalmente. Este será equipado con servicios basados en la nube conectados en la planta que analizan los datos de rendimiento de la planta con modelos patentados para proporcionar recomendaciones que mejoren la optimización del proceso y la confiabilidad operativa, minimicen el consumo de energía y las emisiones, eliminan los residuos de producto y administren mejor el agua. Industria 4.0.

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RAMIRO FLORES, Doctorante en Ciencias de la Economía (PhD), Universidad Privada Boliviana ▪ Master en Ingeniería Petrolera (MSc), UMSA / Universidad de Stavanger (Noruega) ▪ Magíster en Administración y Dirección de Empresas (MBA), Universidad de Santiago de Chile (Chile) ▪ Ingeniero Químico (BSc), UMSA ▪ CEO en Ifsa Group ▪ Consultor Senior y Experto en Hidrocarburos ▪ Director de Refining Review ▪ Mentor y Profesor en Refinación del Petróleo, UMSA / Postgrado UASB ▪ "La mejor preparación para mañana, consiste en dar lo mejor de ti hoy – Semper Magis”.

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DESAFIOS PARA EL SECTOR HIDROCARBUROS TRANSPARENCIA Y ACCESO A LA INFORMACIÓN Raúl Velásquez Guzmán; Sandra Sánchez Calderón FUNDACIÓN JUBILEO

¿LA FUNDACIÓN JUBILEO LLEGARÁ A PLANTEAR UN PROYECTO DE PROTECCIÓN AL MEDIO AMBIENTE ANTE LA INCURSIÓN DE BOLIVIA EN LA PRODUCCIÓN NO CONVENCIONAL, Y QUÉ OPINIÓN LE DARÍA A ESTA INCURSIÓN? RAÚL VELÁSQUEZ: Es importante mencionar que, el único convenio que en realidad existe firmado actualmente es con la empresa canadiense Cancambria para el área Miraflores que está en Chuquisaca, está orientado a estudios superficiales y no implica un contrato de exploración y explotación. Más allá de eso no tenemos ningún convenio suscrito con ninguna otra empresa relacionada a la exploración de hidrocarburos no convencionales; se ha traído muchos expertos en los últimos años para tocar el tema, pero al final termina siendo igual que muchos de los anuncios que acostumbraba a hacer el exministro Sánchez. Por ahora resulta muy prematuro hablar de fracking en Bolivia, primeramente, habría que realizar actividades de exploración a fin de ver si existe esa potencialidad; existe mucha especulación al respecto, pero no hay información pública con datos concretos que determinen esa potencialidad. Lamentablemente, la gestión en el sector hidrocarburos ha sido muy especulativa en los últimos 5 u 8 años, caracterizada por sendos anuncios de acuerdos y conferencias de prensa para publicitarlos, pero que finalmente no fueron concretados.

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Es importante mencionar que el tema de la exploración de no convencionales y un eventual uso de la técnica del fracking no están contemplados de manera precisa en la legislación vigente, por lo que deberán ser considerados cuando se trate una nueva ley de hidrocarburos, que dicho sea de paso es muy urgente para el país. SANDRA SÁNCHEZ: Desde nuestra perspectiva todavía tenemos mucho hidrocarburo convencional por explorar, cómo para poder hablar ya de uno no convencional, y en caso de entrar a

esta nueva etapa para el hidrocarburo no convencional tenemos que hablar de una normativa clara sobre la exploración y explotación de hidrocarburos no convencionales, la cual incluye desde luego el tema de protección al medioambiente. ¿QUÉ OPINIÓN SE DARÍA SOBRE LA INCLUSIÓN DE UNA NORMATIVA QUE FAVOREZCA A LAS EMPRESAS PRIVADAS QUE REALIZAN LA EXPLORACIÓN Y LA PERFORACIÓN DE POZOS Y AL SALIR ESTOS NEGATIVOS O POZOS NO RENTABLES EL ESTADO NO RETRIBUYE EL GASTO TOTAL GENERADO LO QUE MUCHAS VECES ESTO CAUSA QUE MUCHAS EMPRESAS NO LLEGUEN A INVERTIR EN NUESTRO PAÍS POR TEMOR A LA PÉRDIDA DE SU CAPITAL? RAÚL VELÁSQUEZ: Hay dos tipos de contratos, unos son los de operación se han firmado el año 2006 y los que se vienen firmando desde el 2011 al amparo de la nueva Constitución Política del Estado. En los primeros es la empresa petrolera privada la que asume a su cuenta y riesgo la exploración de hidrocarburos, en caso de que la misma no sea exitosa debe asumir la pérdida. Esta situación es totalmente normal al interior de la actividad petrolera, más aun, considerando que la exploración es una actividad de alto riesgo por su alta incertidumbre. Por otra parte, están los contratos que se vienen suscribiendo desde el año 2011, en los que existen dos tipos: unos que mantienen la figura de los contratos de operación del 2006 y otros que distinguen dos fases, la de exploración que es asumida por la empresa petrolera privada y la de explotación que, solo procede en caso de que la primera haya sido exitosa y es realizada por una empresa de sociedad anónima conformada entre YPFB y la empresa que realizó la actividad de exploración. Es importante resaltar que en ambos casos se establece que la empresa petrolera privada asume a su cuenta y riesgo la actividad exploratoria, y por

SANDRA SÁNCHEZ: Es importante resaltar que cuando hablamos de una normativa nos estamos refiriendo a un paquete de normas, que van desde la ley de hidrocarburos y todos los reglamentos que la operativizan. Así si sólo promulgas una ley y no un combo junto con sus reglamentos igual es el sector inoperable. Sobre el punto de incentivos para que las empresas vengan invertir en nuestro país, podemos decir que un incentivo muy importante para las empresas podría ser asignarles áreas saneadas socioambientalmente, es decir que estas áreas ya cuenten con una consulta previa positiva, para que esa empresa luego no tenga problemas con las comunidades y no vayan a parar los trabajos, y con seguridad existen muchos otros que se los puede ir trabajando. ¿COMO BOLIVIA DEBERÍA DE REGLAMENTAR A LAS EMPRESAS PRIVADAS PARA QUE EL ESTADO NO PIERDA UN MONTO ECONÓMICO POR ERRORES DE LA EMPRESA A CARGO CLARO EJEMPLO CUANDO OCURRE UN ENTRAMPAMIENTO PERDIENDO LOS MATERIALES DEL BHO YA QUE MUCHAS DE ESTAS OCURREN POR UN ERROR DE LA EMPRESA? RAÚL VELÁSQUEZ: Está normado mediante un decreto supremo los criterios para reconocer un costo como recuperable y es YPFB quien debería evaluar ese tipo de costos. Por ejemplo, si el problema que planteas ha sido responsabilidad de la empresa operadora, probablemente haya una

Creo que acá juega un papel muy importante, en la actualidad, la capacidad de fiscalización de YPFB, aunque esto en realidad debería ser realizado por la ANH. SANDRA SÁNCHEZ: Sobre el tema de los costos que le devuelve el Estado a la empresa petrolera, denominados “costos recuperables” es bueno que implementemos para adelante otros mecanismos de control de costos utilizados en otros países que pueden ser muy mucho más eficaces de control de las actividades. Hoy en día dados los altos montos por costos recuperables que se manejan en el sector ningún funcionario quiere poner la firma para cerrar dichas cuentas y las mismas se realizan como pagos a cuenta o pago sujetos a conciliación, entonces nadie quiere tomar esas responsabilidad final y ello también constituye un desincentivo para la empresa petrolera. La coyuntura actual nos plantea nuevos desafíos en el sector donde podremos modificar o implementar nuevas políticas Hidrocarburíferas y una de ellas debe ser el control de costos. ¿QUÉ IMPACTO LLEGARA A TENER EN LA EXPORTACIÓN DE GAS DE NUESTRO PAÍS EL AUMENTO DE PRODUCCIÓN DE GAS DEL PAÍS HERMANO ARGENTINA “VACA MUERTA”? RAÚL VELÁSQUEZ: Bueno de hecho ya lo está tendiendo. Cuando Argentina empieza a desarrollar Vaca Muerta en un principio lo hace de una forma muy tímida sólo a través de YPF; inicialmente en el gobierno de Néstor Kirchner pero casi al final del gobierno de Kirchner con mucha más fuerza. Sin embargo, desde el gobierno de Mauricio Macri se producen importantes cambios en el sector hidrocarburos del vecino país, entran varias empresas privadas a desarrollar exploración en vaca muerta y esto ha permitido incrementar la producción, obviamente habido mayor inversión, y Vaca Muerta ha cobrado un rol muy importante para la Argentina, tanto en términos de matriz energética como de generador de ingresos. En relación con su pregunta, creo que existe una clara decisión de la Argentina de privilegiar el mercado interno con la producción de Vaca Muerta, de hecho el año 2018 el gobierno del expresidente Macri desiste de la construcción del

En todo caso un aspecto que resulta muy importante para la actividad exploratoria en el país es la gestión de nuevos mercados. Esto probablemente es un incentivo mucho más eficaz para promover la inversión extranjera que el que se creó el 2015 que solo considera un efecto precio.

mala práctica y los costos derivados no podrían ser reconocido como un costo recuperable.

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ende la pérdida si es que ésta no fuera exitosa. Sin embargo, en los contratos del 2006, en su Anexo D, se establece que si la actividad exploratoria se produce en un área donde ya existe un campo productor, los costos de inversión de la actividad exploratoria podrán ser cargados a la producción de ese campo, es algo que ha sido muy polémico hace 6 meses con el fracaso exploratorio del pozo Boyuy X2 y sobre si esa inversión era o no un costo recuperable.

Gasoducto al Noreste Argentino (GNEA) que tenía que estar conectado con el Gasoducto de Integración Juana Azurduy (GIJA). Esta decisión está orientada a destinar esa inversión más bien a la construcción de un gasoducto que conecte Vaca Muerta con el Noreste Argentino.

en la defensa y promoción de los derechos, así como en la incorporación de deberes y obligaciones como parte del ser ciudadano” (Fundación Jubileo).

Dicho cambio de política ha sido uno de los detonantes para que en febrero de 2019 se renegocie el contrato de compra y venta de gas natural que tenían firmado Bolivia y Argentina, para ello se ha firmado una Adenda entre ambos países en la que para los años 2019 y 2020 se establecen menores volúmenes comercializables que los que estaban considerados en la Adenda del 2010.

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Con la nueva Adenda al contrato se ha establecido una cantidad diaria base de 10 millones de metros cúbicos por día (MMMCD) y la posibilidad de un adicional, que en el caso del periodo de invierno es pagada a un precio vinculado al GNL (solo la cantidad adicional por encima de los 10 MMMCD) Para el periodo de invierno, la Adenda de febrero de 2019 prevé que entre la cantidad diaria base más la adicional se podría llegar a una comercialización de 18 MMMCD, lo que representa un 22% menos del volumen pactado en la Adenda del año 2010.

“La dignidad humana, como principio fundamental de nuestro trabajo en el marco de la revalorización del ser humano en su integralidad y trascendencia,

RAUL VELASQUEZ, Licenciado en Economía con post grado en Estadística, otro en Industrias Extractivas, Vigilancia y Desarrollo. Asimismo, cuenta con 12 años de experiencia en el sector hidrocarburos de Bolivia, cuatro de los cuales fueron desempeñados en la empresa estatal petrolera YPFB, particularmente en el análisis de Contratos de Exploración y Explotación de Hidrocarburos. Desde el año 2011 a la fecha trabaja en la Fundación Jubileo como analista en hidrocarburos, realizando el monitoreo a las actividades de la industria petrolera en Bolivia. Como miembro de Fundación Jubileo, ha producido varios documentos de análisis, enfocados principalmente en el contenido de los contratos petroleros, exploración y producción, aspectos económicos, fiscales y de transparencia en el sector hidrocarburos.

SANDRA SANCHEZ, Magister en Ingeniería Económica y Financiera, Universidad La Salle (México) ▪ Licenciada en Administración de Empresas, Universidad Católica Boliviana ▪ Diplomado en Industrias Extractivas Vigilancia y Desarrollo Sostenible, Pontificia Universidad Católica del Perú (Perú) ▪ Diplomado en Preparación, Gestión y Evaluación de Proyectos Empresariales, Centro de Especialización en Desarrollo Empresarial ▪ Experta en Hidrocarburos ▪ Analista Fundación Jubileo.

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BIODIESEL Y MEJORAMIENTO DE LA PRODUCCIÓN CON TECNICAS AVANZADAS DE CONTROL Miguel A. Martínez Alarcón; Jorge C. Paredes Murillo; Silvana M. Quispe Pacajes UMSA

En este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de un controlador MPC para el área de neutralización y lavado de una planta de producción de biodiesel la cual se encuentra modelada en forma rigurosa mediante el software Aspen Hysys. Se propone una estrategia de control avanzado debido a la propia naturaleza multivariable del proceso, las múltiples restricciones de operación y los diferentes requisitos de calidad del producto. Se utilizaron diversos escenarios para verificar el correcto funcionamiento de la estrategia de control propuesta, el controlador MPC logra llevar a la planta original a un punto operativo en el cual todas las restricciones se respetan, logrando además una reducción significativa en el contenido de metanol en el producto final del cual se logró demostrar que el controlador logra rechazar las perturbaciones introducidas en los distintos casos simulados a la vez de respetar las restricciones operativas del proceso y las correspondientes a la calidad del producto final. Palabras Clave: Control predictivo basado en modelo, producción de biodiesel, control de procesos industriales. This paper presents the development and implementation of an MPC controller for the area of neutralization and washing of a biodiesel production plant which is rigorously modeled using the Aspen Hysys software. An advanced control strategy is proposed due to the multivariable nature of the process itself, the multiple operating restrictions and the different product quality requirements. If you use various methods to verify the correct operation of the proposed control strategy, the MPC controller manages to carry out the original plant to an operational point where all restrictions are respected, also achieving a significant reduction in the methanol content in the final product of which it can be shown that the controller manages to reject the disturbances introduced in the different simulated cases while respecting the operational restrictions of the process and those corresponding to the quality of the final product. Key Words: Model-based predictive control, biodiesel production, industrial process control.

INTRODUCCIÓN

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La actividad de refinación es un conjunto de procesos y operaciones, necesarios para lograr en forma económica y con tecnología dada una calidad de productos refinados en cumplimiento con la normativa vigente. La destilación fraccionada se va ejecutando por etapas, siendo la primera el fraccionamiento de crudo, que demanda más energía que otros procedimientos. Se realizan simulaciones en estado estacionario y estado dinámico para tener una idea del comportamiento de las variables, cuando se simula en un estado dinámico se observa que las variables controladas tienden a variar y salir de los rangos o límites establecidos, provocando perturbaciones que afectarían la producción.

¿Es posible controlar las variables en el proceso, ante un estado dinámico y además disminuir la demanda de energía? Si, con la implementación de un control predictivo: Model Predictive Control (MPC), es una estrategia de optimización que predice la acción de control sobre una planta y evita que las variables se alejen del setpoint (punto de operación). El propósito del MPC es mantener estable la operación, maximizar la transferencia de calor y minimizar las diferencias entre las temperaturas. Para disminuir la demanda energética en la destilación de crudo, se desea implementar una etapa previa (PreFlash) al fraccionamiento. El motivo es el de eliminar los compuestos más ligeros, en tal sentido, esto precisaría menos energía para calentar la corriente que alimenta la columna principal. ESTADO DEL ARTE

Estos algoritmos tienen como característica común usar un modelo dinámico de la planta para predecir las futuras acciones de las variables manipuladas sobre las salidas. “El modelo es usado para predecir las futuras salidas del proceso. El modelo generado debe ser capaz de capturar la dinámica del proceso y de poder predecir las acciones futuras. Existen muchos tipos de modelos usados en las distintas formulaciones del MPC: modelo de respuesta al impulso, de respuesta al escalón, en espacio de estados, basado en función de transferencia, en regresión lineal o seudolineal, etc.” (Vargas Lara, 2007). “Para implementar MPC en un proceso, primero se debe pasar por una serie pasos, se mueve sobre cada variable manipulada para determinar los efectos en todos los controladores variables y el tiempo hasta el estado estacionario. Las variables manipuladas deben ser movidas en direcciones positivas y negativas desde el punto de operación actual, los datos recopilados en las variables manipuladas se ajustan a los algoritmos para generar un modelo dinámico que mejor represente la operación actual del proceso en torno a las condiciones de operación probadas” (Dumbar, 2004). Las perturbaciones pueden darse en distintos casos: −

La primera tentativa de colocar el MPC (fundamentalmente el DMC y el MAC) dentro del enfoque de los esquemas de control clásico fue hecha por (Garcia & Morari, 1982), al proponer el “Internal Model Control (IMC)”, como estructura inherente a los esquemas MPC. Esta estructura unificadora permitió el análisis de las características del controlador MPC en lo referente a estabilidad, robustez y desempeño CONTROL MPC

−

Composición de la alimentación: Estos cambios tienden a desestabilizar la composición de todos los productos de salida. La mayoría de las columnas de destilación no tienen un analizador de la composición en la entrada, por lo que generalmente se considera a la alimentación como una perturbación no medida. Caudal de alimentación: La compensación de esta perturbación se suele tratar a través de ratio alimentación con uno de los caudales de salida.

Ingenieros de la corporación Shell Oil Co., desarrollan a principios de la década del 70 una tecnología MPC propia que es reportada en 1973 con una aplicación inicial. (Cutler & Ramaker, 1980) presentaron detalles de un algoritmo de control multivariable sin restricciones, que denominan “Dynamic Matriz Control (DMC)”, en la conferencia anual de la “American Institute of Chemical Engineer (AIChE)” de 1979 y en la “Joint Automatic Control Conference” de 1980. En esta última conferencia, Prett y Gillette presentan un artículo relacionado, reportando la aplicación de la tecnología DMC en una Unidad de Craqueamiento Catalítico (FCCU) reactor/generador. Una reformulación del DMC original fue hecha por (Garcia & Morshedi, 1986), quienes reescriben la función objetivo a la forma de programación cuadrática (QP), permitiendo la inclusión de restricciones rígidas en las entradas y las salidas, simplificando el problema de optimización y reduciendo el esfuerzo computacional, formulación que denominan “Quadratic Dynamic Matriz Control (QDMC)”.

“Los Modelos de Control Predictivo (Model Predictive Control “MPC”) son algoritmos de control avanzado para sistemas multivariables, altamente acoplados, con exceso de grados de libertad, con dinámica relativamente lenta y respuestas lineales, lo que hace frente a los problemas de control” (De Frutos Sanz, 2017).

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La primera descripción de una aplicación MPC fue reportada por Richalet el “Model Predictive Heuristic Control (MPHC)” (Richalet, 1978), aplicación realizada en una unidad de destilación de petróleo crudo. Es usual denominar también al MPHC por el equivalente “Model Algorithmic Control (MAC)” (Wallace F. & Shahiahan, 1985). Otra metodología de control predictivo fue introducida por Sánchez (1974) (Martín Sánchez & Rodellar, 1976) quien la patenta en 1976. Esta realización evoluciona en 1977 para una formulación extendida que considera la optimización de una señal de control, usando la predicción del modelo y la acción de control a lo largo de un horizonte de predicción, unificándolos con conceptos de control adaptativo (Martín Sánchez & Rodellar, 1995).

−

Temperatura del reflujo: Los cambios atmosféricos pueden provocar cambios repentinos en la temperatura de la corriente de reflujo, sobre todo en aquellos que emplean aire para la refrigeración, lo que provocará cambios en la composición de las corrientes de salida. Variación en la presión: La presión tiene una influencia directa sobre la volatilidad de los compuestos a separar. Cambios en la presión pueden tener efectos significativos en los productos. Una forma de controlar la presión sería mediante el control de la energía del condensador.

DESTILACIÓN CON ETAPA PREFLASH Cuando se realiza la caracterización de un crudo, generalmente se incorpora una etapa PreFlash, esta con el propósito de no solo reducir la energía que se vaya a demandar en la columna principal de fraccionamiento, sino también permite la eliminación rápida de los compuestos livianos como ser la Nafta (gasolinas) tras ser estos eliminados, mejora el flujo dentro de la columna permitiendo a su vez una mejor transferencia de calor. La localización de esta etapa es un punto importante para la optimización de procesos, lo recomendable es entre la desalinización de crudo y la columna principal. Al Introducir una o varias etapas previas se provoca un bypass de las fracciones más ligeras logrando una eficiencia energética del proceso, sin embargo, esta etapa PreFlash es justificada cuando la energía empleada a lo largo de los procesos disminuye.

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Figura 4: Fraccionamiento de crudo con etapa Preflash.

BIODIESEL El Biodiesel es un carburante de origen vegetal que resulta de la reacción química de un aceite vegetal con alcohol etílico anhidro. Es un diesel oil ecológico por su menor impacto al medio ambiente que el diesel oil de origen mineral (petróleo). Son combustibles producidos a partir de la biomasa y son considerados una energía renovable. Se pueden presentar en forma líquida (bioalcoholes, biodiesel) y gaseosa (biogás, hidrógeno). Su energía específica es un 5% menor que la del diesel oil, pero su elevada lubricidad compensa esta diferencia, por lo que el rendimiento energético de ambos combustibles es esencialmente el mismo. Los métodos de producción de biodiesel buscan resolver los problemas relacionados a las altas viscosidades y bajas volatilidades de los aceites vegetales en comparación al diesel obtenido a partir de hidrocarburos. A escala industrial la principal técnica utilizada es la transesterificación. “Desde una perspectiva más contextualizada, podríamos definir a la transesterificación como la reacción mediante la cual, los triglicéridos (TG) presentes en los aceites vegetales y grasas animales se combinan con un alcohol de bajo peso molecular (usualmente metanol) en presencia de un catalizador adecuado para formar glicerina y una mezcla de esteres grasos.” (Torossi Baudino, 2006). RESULTADOS Cabe mencionar que el punto de operación al que lleva el controlador MPC a la planta original en Hysys es ligeramente diferente al punto de trabajo de la planta controlada con la estrategia de control original. Esto se debe a la diferencia que hay entre el modelo interno de la planta utilizado por el controlador MPC para estimar las salidas y la planta real. A pesar de esta diferencia, el controlador MPC logra llevar a la planta original en Hysys a un punto operativo en el cual todas las restricciones se respetan, logrando además una reducción significativa en el contenido de metanol en el producto final. A continuación, se detallan los valores en estado estacionario de las entradas y salidas con el control original de la planta (columna CO) y con el controlador MPC (columna MPC).

Se requiere un modelo del proceso para poder realizar las predicciones de la evoluciĂłn de las variables controladas a futuro. Luego de analizar las variables, el modelo a identificar estĂĄ definido segĂşn lo detallado en la siguiente figura:

Figura 5: Modelo del ĂĄrea de NeutralizaciĂłn y lavado de biodiesel.

En la siguiente tabla se muestran las variables del proceso, donde las variables đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2013; son entradas y las đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2013; salidas: Variable m1 m2 m3 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8

DescripciĂłn Flujo total de ingreso de Metanol Apertura vĂĄlvula de HCl Apertura vĂĄlvula de agua Contenido de m Etanol Contenido de Metil ĂŠsteres Contenido de glicerina Contenido de agua Contenido de diolĂŠicos Contenido de monolĂŠicos Contenido de triglicĂŠridos pH de biodiesel

El flujo total de metanol que ingresa al proceso es como una variable indispensable en el sistema de entrada ya que estĂĄ directamente relacionada al rendimiento de la reacciĂłn de transesterificaciĂłn, debiĂŠndose mantener la relaciĂłn alcohol versus aceite con alcohol en exceso con el objetivo de maximizar la conversiĂłn del aceite vegetal en biodiĂŠsel.

Variables

Unidad

MPC

Kmol/h

275,8

276,0

m2 m3

% %

48,64 51,78

48,65 53,2

0,001595

0,001613

4,9

0,000506

0,000428

0,996829

0,996819

0,000498

0,000497

0,000282

0,000318

0,000289

0,000324

â&#x20AC;&#x153;La concentraciĂłn de impurezas, la pureza y el pH del biodiesel se consideran como variables de salida ya que estas deben seguir los requerimientos establecidos por las normas de calidad vigentes que rigen la producciĂłn a escala industrial del producto. Sobre la calidad del biodiesel, no existe una norma de calidad especĂfica a nivel mundial que regule su producciĂłn. Se cuenta con la norma europea EN14214 y la norma americana ASTM D6751.â&#x20AC;? (Knothe, 2010). Se utilizaron los parĂĄmetros especificados por la norma americana ASTM D6751. Debemos considerar que en las normas de calidad no hay una referencia especĂfica para el valor del pH que debe tener el biodiesel, aunque en general se prefieren productos con pH levemente ĂĄcido a neutro. CONCLUSIĂ&#x201C;N Se propuso una estrategia de control avanzado basada en MPC con el objetivo de mejorar el desempeĂąo respecto a la estrategia de control de mĂşltiples lazos PI y lĂłgica de conmutaciĂłn. La estrategia de control fue desarrollada en Matlab y el modelo riguroso de la planta estĂĄ desarrollado en Aspen HYSYS. Con el fin de evaluar el problema se realizaron simulaciones con distintos casos. A travĂŠs de los resultados podemos concluir que el controlador logra rechazar las perturbaciones introducidas en los distintos casos simulados a la

Se propone reemplazar la estrategia de control tradicional por otra basada en la utilizaciĂłn de un controlador MPC, visto que el ĂĄrea de neutralizaciĂłn y lavado tiene un gran impacto en la calidad final del producto. El uso de este tipo de controlador se justifica en virtud de que permite trabajar con mĂşltiples variables ademĂĄs de facilitar la incorporaciĂłn de las restricciones necesarias para operar de manera segura y confiable, los procesos involucrados y obtener productos segĂşn los requerimientos especificados.

â&#x20AC;&#x153;La apertura de la vĂĄlvula que controla el flujo de ingreso de agua para el lavado del biodiesel tambiĂŠn es una variable de suma importancia del proceso ya que esta permite la reducciĂłn del metanol remanente en el biodiesel.â&#x20AC;? (Carugo, 2013).

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DISCUSIĂ&#x201C;N

vez de respetar las restricciones operativas del proceso y las correspondientes a la calidad del producto final. Podemos destacar que tanto con la estrategia original de control de la planta como con la propuesta basada en el controlador MPC, la pureza del biodiesel esta siempre por encima del valor mínimo requerido por las normas de calidad, el contenido de metanol en el producto final es muy similar en ambos casos. La estrategia de control propuesta resultó ser una alternativa satisfactoria para reemplazar el control original, permitiendo añadir las restricciones operativas y de calidad de manera más directa y en un único controlador, simplificando el control de esta. La metodología utilizada para el ajuste del controlador fue realizada heurísticamente a través de un análisis mediante simulaciones. Una metodología basada en optimización podría lograr un mejor ajuste del controlador, permitiendo la obtención de resultados aún más beneficiosos.

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MIGUEL MARTINEZ, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Me gusta la ciencia e investigación científica y cualquier repercusión o discusión que pueda tener en el mundo o la sociedad. Soy alguien con debilidades tanto como aptitudes, emocional, tertuliano, insólito, alguien que disfruta lo que hace, dando lo mejor que puedo día a día”. JORGE PAREDES, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Que nunca te falte un sueño por el que luchar, algo nuevo que aprender, un lugar a donde ir y tener a alguien a quien querer”.

SILVANA QUISPE, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Gusto por el Rock y Metal. Afición por el vóley.”

OPTIMIZANDO LA PRODUCCIÓN DE ACEITES LUBRICANTES Ronald Huanca Machaca; Mauricio Edgar Mayta Zeballos; Grover Wenceslao Canaviri Calle UMSA

En el presente trabajo de investigación se propone una alternativa diferente a la metodología actual de obtención de aceites lubricantes en la refinería Gualberto Villarroel, el proceso que se quiere implementar es el desparafinado catalítico en un reactor en sustitución a las operaciones con solventes ya que con el uso de un catalizador (Cloruro de Aluminio) se llegan a transformar los componentes pesados de un crudo en más ligeros mediante reacciones químicas exotérmicas obteniendo así un menor desperdicio de materia prima (crudo pesado), conllevando de esta forma a una mejor calidad del aceite base reduciendo el punto de fluidez que influye en el Índice de Viscosidad, característica primordial en el producto final. La simulación planteada para el proyecto adquiere un carácter más generalizado de tipo cualitativo en lugar de cuantitativo al intentar mostrar componentes que llegarían a formarse o no en el reactor en función al planteo del problema específicamente verificar formación o no de ceras en grandes cantidades. El implemento o no de este método debe ir en correlación a las proyecciones futuras que se tengan. Palabras Clave: Aceites, Desparafinado, Catalítico In the present research work, a different alternative to the current methodology of obtaining lubricating oils in the Gualberto Villarroel refinery is proposed, the process to be implemented is the catalytic dewaxing in a reactor instead of solvent operations since with the Using a catalyst (Aluminum Chloride), the heavy components of an oil are transformed into lighter ones by means of exothermic chemical reactions, thus obtaining a lower waste of raw material (heavy crude), thus leading to a better quality of the base oil reducing the point of fluidity that influences the Viscosity Index, a key feature in the final product. The simulation proposed for the project acquires a more generalized character of a qualitative rather than quantitative type when trying to show components that would or would not be formed in the reactor depending on the problem statement specifically verifying formation or not of waxes in large quantities. The implementation or not of this method must be correlated to future projections. Key Words: Oils, Dewaxed, Catalytic

La producción de lubricantes en la refinería Gualberto Villarroel representa un porcentaje bajo en comparación a los demás productos como por ejemplo GLP, Gasolina o Diésel, esto tiene varias causas siendo la principal el carácter liviano del petróleo nacional el cual al no poseer componentes pesados no podrá dar lugar al refino ideal para los aceites base, otro aspecto a tomar en cuenta es el esquema actual que cuenta la Planta de

La mejora que se propone pretende afectar tanto al volumen esperado de producción como a la calidad final del producto, el empleo de un reactor catalítico aumenta la cantidad del aceite base que pasa a la etapa del hidrotratamiento así como el color y aspecto final. La pregunta de investigación que se ha manejado es: ¿Será posible mejorar la producción de lubricantes mediante el desparafinado catalítico en la refinería Gualberto Villarroel? Se propuso igualmente la siguiente hipótesis a modo de una función: Si se incorpora el desparafinado catalítico, entonces se incrementa la producción.

En la actualidad el uso de lubricantes mejora la vida útil tanto en maquinarias como en equipos y motores los cuales con el pasar de los años son más complejos y requieren aceites con mejores cualidades de lubricación, es por lo que se ha buscado nuevas alternativas para la producción de estos, tales como los procesos catalíticos empleados en los aceites sintéticos pero aplicables también para los de tipo mineral.

Lubricantes en donde algunas operaciones y procesos llega a quedar rezagado en comparación a avances tecnológicos a nivel regional y peor aún mundial.

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INTRODUCCION

La implementación de este método no convencional reduciría la importación de lubricantes al país los cuales llegan a copar la mayor parte de la demanda en el mercado nacional un ejemplo es la planta de refinería ILBOC en Murcia España la cual consta con una unidad de proceso, la unidad de desparafinado catalítico (CDW), esta compañía llega a producir 630.000 toneladas anuales abasteciendo al 40 % del mercado europeo de lubricantes que son considerados de última generación siendo los más adecuados para los motores Euro IV ya que en Europa son obligatorios y contribuyen a reducir los gases contaminantes.

aplicada a raíz del “procesamiento catalítico” aporte de la empresa Mobil. (Durán Segovia, 1996).

ESTADO DEL ARTE

DESARROLLO

La calidad y propiedades de un aceite llegan a definir el uso para el que va a ser sometido, es por lo que actualmente se utilizan métodos nuevos para su obtención y refino. El primer tratamiento bastante arcaico data del siglo XVIII cuando Gustave Hirn obtiene derivados del petróleo que sin llamarlos todavía lubricantes son destinados a engrasar máquinas. (Díaz Velilla, 2015)

Con esta breve introducción la propuesta que se ha manejado se basa parcialmente en estos aspectos, actualmente la cantidad de lubricantes comercializados por YPFB producidos vía refinería Gualberto Villarroel llega a ser mínima en comparación al crudo que ingresa como materia prima, esto puede deberse a más de un factor, siendo el principal el carácter liviano que posee el petróleo local lo que hace que durante el procesamiento del mismo gran parte vaya destinado a derivados livianos (gasolina, diésel, GLP, kerosene). Sumado a eso se ha identificado un problema en una de las etapas del refino, específicamente en el desparafinado convencional empleando al Metil Etil Cetona (MEK) como solvente, ya que si bien cumple el objetivo de eliminar las parafinas perjudiciales, también genera pérdidas de materia prima para el aceite base debido a la pobre solubilidad con hidrocarburos lo que hace que una considerable cantidad de estos sean descartados junto a las parafinas y ya no formen parte del proceso de elaboración de los lubricantes generando así una cantidad y calidad menor a la que debería de darse aparte de afectar al índice de viscosidad que es característica primordial a la hora de elegir un aceite para su uso. En el MEK todo lo que no pasa por el filtro va a la parte de crudos que ya no se pueden producir los cuales son comercializados como materia prima o van a otra unidad de tratamiento.

Casi 100 años después A. Gesnerse, logra obtener aceites con un aspecto menos viscoso y más fluido siendo así menos dificultosa su aplicación marcando así el final de la hegemonía de los lubricantes sólidos (grasas). (Díaz Velilla, 2015) En 1930 se intenta mejorar el rendimiento de los aceites con el procesamiento de disolventes los cuales eliminan notablemente las impurezas provenientes del crudo adoptándose así el modelo convencional de refinería. (Scarpellini, Aranda Usón, & Zabalza Bribián, 2008)

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En 1950 llega un importante avance en la elaboración de los aceites lubricantes modernos cuando se produce una grasa multiuso a base de litio al cual se le añade un tratamiento químico y aditivos haciendo que obtengan un mejor rendimiento, un plus aparte fue que en su totalidad estos lubricantes eran de origen mineral descartando así los de origen vegetal y animal. (Scarpellini, Aranda Usón, & Zabalza Bribián, 2008). A inicios de la década de 1980 llega otra técnica mucho más avanzada, la Hidro Isomerización la cual a su vez dio inicio a la producción de aceites lubricantes sintéticos. Esta nueva metodología fue

De esta nueva implementación surgió una mejora, el “desparafinado selectivo” en el cual el catalizador cobra un protagonismo esencial en el proceso de obtención de lubricantes. Estos dos avances dieron lugar a la producción en grandes cantidades de los aceites lubricantes sintéticos los cuales cambian una refinería por un laboratorio y actualmente se perfilan como los de mejor percepción de calidad en el mercado.

El desparafinado catalítico si bien no es un método nuevo llega a ser novedoso en su implementación para la refinería Gualberto Villarroel el cual hará que la cera o parafinas presentes en el aceite base lleguen a eliminarse pero no mediante un filtro con solvente sino con una reacción química del tipo

El craqueo catalĂtico que se efectuarĂa en el reactor afectarĂa directamente a las parafinas que con la implementaciĂłn del AlCl3 como catalizador harĂĄ que puedan llegar a romperse gran cantidad de los enlaces carbono â&#x20AC;&#x201C; carbono (C-C) Independiente de la cadena de ramificaciĂłn del aceite base. Ayuda el hecho que el mismo catalizador puede provocar numerosas conversiones de manera continua. đ??´đ?&#x2018;&#x2122;đ??śđ?&#x2018;&#x2122;3

đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; â&#x2020;&#x2019; đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; â&#x2C6;&#x2019; đ??ś + đ??ť â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; đ??´đ?&#x2018;&#x2122;đ??śđ?&#x2018;&#x2122;3

đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; â&#x2C6;&#x2019; đ??ś + đ??ť1 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026; â&#x2020;&#x2019; = đ??śđ??ť2 â&#x2C6;&#x2019; đ??śđ??ť2 đ?&#x2018;&#x2026;

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Durante esta reacciĂłn los carbocationes de los carbonos interiores tendrĂĄn mayor facilidad para romperse, es decir si se tiene una cadena larga de carbonos los de la mitad de la cadena serĂĄn los que empezarĂĄn a realizar la separaciĂłn de los enlaces carbono â&#x20AC;&#x201C; carbono provocando asĂ que el grado de conversiĂłn de los componentes parafĂnicos aumenten en reacciĂłn con el catalizador. El catalizador empleado es recomendado para reacciones orgĂĄnicas, todo este proceso se realiza en un reactor que como se indicĂł anteriormente provocarĂa algunos cambios en el esquema de las plantas lubricantes como el implemento de un controlador de temperatura que garantizarĂa el correcto funcionamiento del proceso y de la

Figura 6: Desparafinado CatalĂtico con el Reactor remarcado.

Este proceso al contrario del desparafinado con MEK no llega a afectar el Ă?ndice de Viscosidad del aceite debido a que no elimina contenido hidrocarburĂfero y que el AlCl3 deba reaccionar a bajas temperaturas afecta de manera positiva al punto de escurrimiento del aceite haciendo que se requiera menor temperatura para que el mismo adquiera un aspecto mĂĄs fluido y menos gelatinoso. Con todos estos puntos mencionados se tendrĂĄ un aceite base con una mejor calidad a la espera de que se someta al hidrotratamiento. Como punto a considerar se hace notar que de manera gradual se estarĂa cambiando el esquema de la planta con mĂŠtodos ya propios de los aceites sintĂŠticos los cuales son de una mejor calidad al tratarse quĂmicamente. Se debe hacer notar que esta simulaciĂłn se la realizĂł de manera genĂŠrica para el proceso y enfocada en una perspectiva mĂĄs cualitativa que cuantitativa, esto porque para un anĂĄlisis mĂĄs preciso se requiere la composiciĂłn exacta del aceite base saliente de la fase anterior al desparafinado (extracciĂłn con Furfural) para dar a conocer la reacciĂłn con el catalizador y poder hallar la expresiĂłn cuantitativa â&#x20AC;&#x153;Râ&#x20AC;? de la reacciĂłn que permitirĂa realizar un balance quĂmico entre los reactivos tanto al inicio como al final de la reacciĂłn.

Los catalizadores son tan amplios al igual que sus usos, en el caso de los lubricantes tiene predominio el Cloruro de Aluminio (AlCl3), sustancia que dependiendo del objetivo que se quiera puede funcionar como ĂĄcido o base de Lewis, en nuestro caso debe de actuar como un ĂĄcido fuerte dando asĂ nuevas condiciones de operaciĂłn para la refinerĂa como ser la implementaciĂłn de un reactor de carĂĄcter catalĂtico. Otro aspecto para la aplicaciĂłn de esta sustancia es que su acidez es ideal para no verse afectado en caso de un posible cracking. El cloruro de aluminio reacciona a bajas temperaturas y causa un aumento significativo en la velocidad de reacciĂłn de 107 veces transformando las molĂŠculas parafĂnicas o de la cera en Iso parafĂnicos no cerosos y mĂĄs ligeros.

reacciĂłn no debiendo ser esta alta para evitar afectar al AlCl3, se debe aclarar que no se tratarĂa del primer mĂŠtodo de este tipo empleado en la refinerĂa ya que el siguiente proceso llamado Hidrotratamiento es de igual forma un proceso catalĂtico sin embargo este tiene como objetivo el hacer reaccionar al aceite base con hidrĂłgeno para darle al producto final algunas caracterĂsticas propias como densidad, color o aspecto.

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descomposiciĂłn y exotĂŠrmica la cual provocarĂĄ un rompimiento de las cadenas largas generando un aumento en la cantidad de aceite base que pasarĂĄ a la siguiente fase.

Los procedimientos catalíticos están hechos para maximizar los procesos industriales y lo que se quiere es implementar esas mejoras en la refinería Gualberto Villarroel. Si bien ya hay métodos de este tipo en vigencia estos son todavía opacados por los procedimientos convencionales, incluso el hidrotratamiento llego como sustitución al tratamiento con arcillas el cual generaba un aceite base con una calidad muy pobre. El uso de catalizadores en una refinería sin embargo implica algunos manejos adecuados, al provocar reacciones químicas deben contar con supervisión especial, el cloruro de aluminio es una sustancia con cierto grado de toxicidad y se debe evitar que en el reactor se lleguen a altas temperaturas. Figura 7: Aceites Lubricantes Terminados

CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN Si bien puede parecer algo innovador y requerir de un estudio tanto económico como técnico antes de su implementación se debe considerar que no solo en el país sino a nivel global las reservas de petróleo se van reduciendo conforme pasan los años, sumado a esto la necesidad todavía a gran escala de los distintos derivados hace que de alguna forma en algún instante se deba pensar el aplicar nuevas metodologías para obtenerlos.

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El petróleo crudo que se tiene posee un grado API de entre 50 a 60 lo que significa que es bastante liviano y repercute en que sus derivados sean básicamente los de cadenas cortas siendo así una no muy buena materia prima para la elaboración de lubricantes, sumado a eso que lo poco de hidrocarburos lubricantes que se tengan lleguen a perderse en algún porcentaje junto a las parafinas en el desparafinado convencional hacen la implementación sugerida sea tomada en cuenta para algún estudio. El desparafinado catalítico como método no convencional, realiza mejoras sustanciales tanto en la producción del aceite base al disminuir las ceras para convertirla en cualquier molécula lubricante Iso Parafínica, y en el rendimiento del lubricante como producto final ya que aumenta el índice de viscosidad, es decir que fluye a menor temperatura.

El hecho de que en el mercado global se tengan infinitas ofertas para el producto y su importación de estas obligan a YPFB el tener que mejorar la calidad del producto si quiere conservar su participación en el mercado nacional, sumado a eso la poca cantidad de los lubricantes producidos que son aproximadamente 2100 metros cúbicos por mes hacen que se deban evaluar incorporar nuevas metodologías de refino. Los aceites lubricantes de origen mineral van entrando desde hace un tiempo en una etapa de declive debido al auge de los lubricantes sintéticos los cuales llegan a ofrecer mejores condiciones de uso y mayor facilidad de adaptabilidad para maquinarias modernas, a pesar de que existen químicos aditivos que pueden cambiar algunas propiedades y cualquier usuario común podría hacer un mezclado en el motor no llegan a emular nunca a un aceite base muy bien procesado. Actualmente son los lubricantes importados los que acaparan mayor parte del sector, esto también es causado por el impacto mediático que generan o las campañas de marketing que realizan, es mucho más fácil hallar alguna promoción de un lubricante foráneo que uno de YPFB lo cual deja extrañez ya que se habla de la empresa estatal que más ingresos genera para el país. Aunque se debe esclarecer que no se han tomado en cuenta las proyecciones a futuro de YPFB ni se sabe a ciencia cierta donde irá enfocada la actividad de la refinación. Los ingresos del país se los deben principalmente a la actividad hidrocarburífera, y acá es donde debemos hacer hincapié en que gran

http://www.ypfbrefinacion.com.bo/refineriagualberto-villarroel.php Salvador, A. R. (5 de Diciembre de 2019). RAC ES. Obtenido de RAC ES DISCURSOS: www.rac.es/ficheros/discursos/dr_200080825 _148.pdf&ved=2ahUKEwjpxrq2o7HmAKegQiA xAB&usg=AOvVaw1XuypNsCHgGeSvDw9R7M2 Thornton Morrison, R., & Neilson Boyd, R. (1999). Química Orgánica. Nueva York, Nueva York, Estados Unidos: Addison Wesley Longman.

RONALD HUANCA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Nacido en Caranavi, los Yungas, la lealtad y el respeto son palabras de muy alto significado en mi vida, considero que soy mi mayor reto para vencer día a día”

REFERENCIAS

MAURICIO MAYTA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Interesado en la investigación del área hidrocarburífera, motivado cuando me relaciono con gente afín a mis objetivos, seguidor del rock clásico progresivo y lector de DC Cómics Batman”. GROVER CANAVIRI, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Fanático del futbol, hincha de Chaco Petrolero y por ende amante de esta carrera, me encanta el manejo de programas por medio del computador espero poder desarrollar y aportar en este campo a la industria petrolera del futuro”.

Felipe Martínez, J. H. (4 de diciembre de 2019). prezi.com. Obtenido de http://www2.izt.uam.mx/newpage/contactos /revista/97/pdfs/lubricantes.pdf González, C. (2010). Planta de Aceites Lubricantes. Cuyo. ILBOC. (7 de Diciembre de 2019). ILBOC. Obtenido de http://www.ilboc.com/procesos/ León, A. C. (2013). El Mercado de carburantes y lubricantes en Bolivia. Estudios de Mercado, 40. Martínez, R. N. (2007). Estudio de la evolución de la distribución de productos y desactivación del catalizador. Alicante. Pérez, D. S., & Fernando García. (1 de diciembre de 2015). PREZI. Obtenido de www.prezi.com: https://prezi.com/m/qoyye7jr41_k/historiade-los-lubricantes/ Rivero, C. A. (2015). Aceites Lubricantes Química Industrial. Santa Cruz: UAGRM. Recuperado el Octubre de 2019 S.A., Y. R. (s.f.). Refinería Gualberto Villarroel. Recuperado el 5 de Noviembre de 2019, de

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parte de esa producción viene no del petróleo crudo sino del gas natural y es donde al parecer YPFB ha enfocado casi toda la actividad de la refinación, las exportaciones de gas natural principalmente a países vecinos como Argentina y Brasil han dado al país cierta bonanza en contraposición del tratamiento del petróleo crudo que no es suficiente ni para abastecer al mercado nacional debiendo hacerse importaciones de algunos combustibles como gasolina, diésel y hasta los mismos lubricantes, esto trae consigo otro problema, la subvención que hace el estado para congelar los precios de los mismos en el mercado nacional. Subvención que si bien es recibida positivamente por la población genera una pérdida al estado de manera continua, destinando importantes sumas monetarias para blindar el precio de los lubricantes en territorio nacional.

REVAMPING EN LA DEBUTANIZADORA DE LA REFINERIA GUALBERTO VILLAROEL PARA EL INCREMENTO EN LA PRODUCCIÓN DE GASOLINAS Ivonne T. Callisaya Conde; Ximena Alejandra Choque Ríos; Carlos Estrada Laura UMSA

En Bolivia los niveles de importación de gasolina se incrementaron un 72 por ciento en valor y 69 por ciento en volumen durante el primer semestre de este año, debido al crecimiento del consumo interno y otros factores externos como ser el contrabando, subvención, etc. Razón por la cual, el presente trabajo realizó un estudio de viabilidad en base a métodos cuantitativos y cualitativos sobre la renovación (revamping) en la tecnología de destilación para la obtención de gasolinas (pentano y superiores) en la debutanizadora de la Refinería Gualberto Villarroel. Realizados los estudios, con los resultados obtenidos mediante análisis comparativo de balance de materia entre ambas tecnologías de obtención de gasolinas y corroborando los mismos a través del paquete computacional especializado en simulación de procesos (Aspen HYSYS), se determina que la producción de gasolinas es mayor con relleno estructurado obteniéndose un valor de 10.210 BPD en comparación a los 10.088 BPD con una columna de platos fraccionadores, obteniendo un incremento porcentual del 61%. Su implementación desde el punto de vista técnico, cuantitativo y cualitativo es viable; en términos económicos se recomienda realizar un análisis y estudio de costos en la adquisición, implementación e instalación del relleno estructurado en la torre de destilación secundaria. En términos generales el revamping en la debutanizadora de la refinería Gualberto Villaroel para el incremento en la producción de gasolinas es viable. Palabras clave: Debutanizadora, Relleno Estructurado, Gasolina, Revamping, Destilación. In Bolivia, import levels of gasoline increased 72 percent in value and 69 percent in volume during the first half of this year, due to the growth of domestic consumption and other external factors such as smuggling, subsidy, etc. Which is why, the present work carried out a feasibility study based on quantitative and qualitative methods on the renewal (revamping) in the distillation technology to obtain gasoline (pentane and higher) in the debutanizadora of the Gualberto Villarroel Refinery. Once the studies have been carried out, with the results obtained through comparative analysis of the balance of matter between both technologies for obtaining gasoline and corroborating them through the computer package specialized in process simulation (Aspen HYSYS), it is determined that the production of gasoline is higher with structured filling obtaining a value of 10.212 BPD compared to 10.088 BPD with a column of fractional plates, obtaining a percentage increase of 61%. Its implementation from a technical, quantitative and qualitative point of view is viable; In economic terms it is recommended to carry out an analysis and study of costs in the acquisition, implementation and installation of the structured landfill in the secondary distillation tower. In general terms, the revamping of the Gualberto Villarroel refinery's debutanizer for the increase in gasoline production is feasible. Key Words: Debutanizer, Structured Filling, Petrol, Revamping, Distillation

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INTRODUCCIÓN En Bolivia, el sector Hidrocarburos realizo en los últimos años la importación de hidrocarburos de diferentes países de la región, lo que representa un costo adicional a la economía nacional, la cual se verá debilitada en el transcurrir del tiempo debido a la insostenibilidad económica que representa la misma. Dicho fenómeno se debe a que los hidrocarburos en las reservas del país son ricos en

componentes livianos y con baja producción en hidrocarburos de corte mediano y pesado. Según (Manzaneda, 2019), “la importación de diésel, gasolina y lubricantes subió un 72 por ciento en valor y 69 por ciento en volumen durante el primer semestre de este año con relación al mismo período en 2018. Este incremento se registra pese a que en 2018 el Gobierno en ejercicio anunciara que la inclusión de etanol a la matriz energética del país permitiría un ahorro de hasta del 40 por ciento

El constante avance de la tecnología en términos de implementación de sistemas, optimización, tecnificación, procesos industriales y actividades relacionadas, hacen que cada año surjan novedades en el sector, como consecuencia los sistemas y maquinaria que datan de años atrás quedan obsoletos con el paso del tiempo. Periódicamente se realizan evaluaciones técnicas en términos de eficiencia y prestaciones, las cuales determina si es conveniente realizar la reposición, relevamiento o actualización de dichos sistemas. En el caso particular de la industria Petrolera, en la cual los sistemas y maquinarias constituyen un elevado costo en su implementación, las evaluaciones comúnmente recomiendan realizar el denominado Revamping, el cual brindara la posibilidad de mejorar las prestaciones y alargar la vida útil del sistema. Anteriormente ya se llevaron a cabo proyectos de mejoramiento e incremento en Torres de Fraccionamiento en las principales Refinerías de Bolivia. (Yacimientos Petroliferos Fiscales Bolivianos Corporacion, 2008) la cual nos indica que el: “Revamping Unidad de Crudo (Fase II); en una primera fase del proyecto se instaló relleno estructurado en la Torre de Destilación atmosférica 3T-1001 de la refinería Guillermo Elder Bell, con el objetivo de mejorar la recuperación Diesel Oil de la corriente de fondo y la capacidad hidráulica de la Topping. En dicha fase se logró incrementar la carga de Crudo de 15.000 a 16.500 BPD”.

El Revamping que se propone realizar en la Debutanizadora consiste en cambiar sus platos por relleno estructurado, al tener dimensiones en términos de grosor más elevados, prolongan el contacto líquido- vapor, además de trabajar mejor con elementos corrosivos, lo cual da como resultado menor cantidad de componentes livianos (C1-C4) y mayor cantidad de componentes pesados (C5+), que en estos últimos se encuentra la gasolina; la cual en el país es de mayor demanda en la actualidad; los objetivos a cumplir van directamente relacionados con la necesidad de incrementar el rendimiento de la Debutanizadora para poder obtener más cantidad de productos mejorando su rendimiento, realizando un análisis de viabilidad técnica en su implementación tanto que sea favorable o no en la incorporación del mismo, ya que evitaría el incremento de las importaciones en las futuras gestiones, reduciendo así el costo que generan las mismas. MÉTODOS Y MATERIALES La primera generación de empaques estructurados data de 1907 a 1950, produjo dos tipos básicos de formas simples, el anillo Rasching y la silla Berl, que vienen a ser los ancestros de los empaques desordenados modernos. Estos empaques se han vuelto obsoletos con los nuevos desarrollos tecnológicos y rara vez son usados en la práctica moderna de destilación. La segunda generación (finales de 1950 principio de los setenta) produjo dos geometrías muy populares: el anillo Pall, que evoluciono del anillo Rasching, y la silla Intalox, que se desarrolló a partir de la silla Berl. Esta segunda generación de empaques todavía es popular y de extensivo uso en la industria. La tercera generación (mediados de los setenta hasta el presente) ha producido una multitud de geometrías comerciales, la mayoría de las cuales evolucionó de los anillos Pall y sillas Intalox.

Tomando en cuenta los datos económicos anteriormente citados y sabiendo que la demanda interna de gasolinas en Bolivia se incrementa de manera exponencial, los involucrados en el sector de Hidrocarburos como ser: Gobierno Nacional, Ministerios, Industria Petrolera y Universidades están en la obligación de realizar proyectos que incrementen el rendimiento y la mejor utilización de las reservas de los hidrocarburos de Bolivia, con la finalidad de dar estabilidad al sector Petrolero, Energético, Industrial, Económico y Social del país.

El presente trabajo fija como centro de atención el incremento de la producción de gasolinas a partir de realizar el procedimiento denominado Revamping (técnica de mejora en maquinaria industrial, el cual alarga su tiempo de funcionamiento y vida útil) en la segunda torre de destilación de la planta Gualberto Villaroel (denominada también Debutanizadora), incorporando de esta manera el Relleno Estructurado.

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en la importación de combustibles del exterior, así mismo según datos oficiales del Instituto Boliviano de Comercio Exterior (IBCE), este primer semestre del año el país importó 1.156 millones de kilos de combustible por los que pagó algo más de 905 millones de dólares. En el mismo periodo, pero de 2018, la compra fue de 685 millones de kilos por 525 millones de dólares”.

Los empaques estructurados de última generación ya han sido adoptados como elementos eficientes de contactos líquido- gas para las columnas de destilación, en muchos servicios exigentes de fraccionamiento en el área de derivados de petróleo. Al respecto, se han reportado últimamente en revistas técnicas, una importante cantidad de remodelaciones realizadas en distintas plantas, utilizando geometrías regulares como reemplazo de los internos, con el objetivo de potenciar las capacidades de las instalaciones y mejorar las especificaciones de los productos. Estas nuevas aplicaciones en plantas de refinación han producido un desarrollo de nuevos internos y auxiliares de columnas, con diseño específico, produciendo una actualización tecnológica de importancia en esta área, que hasta no hace mucho tiempo se consideraba como madura en este aspecto.

Figura 8: Plataforma de Simulación Aspen HYSYS

RESULTADOS

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Mediante simulación, haciendo uso del paquete computacional especializado en simulación de procesos Aspen HYSYS, se realizó el análisis comparativo de balance de materia, utilizando datos proporcionados por fuentes oficiales (Ver anexo 1), en términos de caudal, temperatura, presión y composición, los cuales se introducirán en la simulación. A continuación, se presentan los resultados obtenidos en la simulación, en el cual se observa que la destilación mediante columna de platos fraccionadores (10.088 BPD) es menor en la línea de fondo con relación a la destilación con relleno estructurado (10.210 BPD).

Para el presente trabajo de investigación, los resultados de relevancia son los obtenidos en las columnas fondo 1 (F1) y fondo 2 (F2), con los cuales se determina el rendimiento de ambas tecnologías de destilación. Tecnología de destilación Flujo BPD

Destilación con platos fraccionadores D1 F1 6.497 10.088

Destilación con relleno estructurado D2 6.374

Propano

0.02

i-Butane n-Butane

0.794 0.166

0.333 0.666

0.806 0.173

F2 10.210 0 0.4337 0.5662

Sobre la base de las consideraciones anteriores los resultados fueron evaluados mediante un balance de materia y corroborados con los resultados del simulador Aspen HYSYS. DISCUSIÓN Este trabajo muestra el análisis comparativo entre dos tipos de torres de fraccionamiento, la primera de platos fraccionadores y la segunda de empaques. La ventaja de permanecer con la torre de destilación de platos fraccionadores es que el sistema se encuentra en pleno funcionamiento y temporalmente requiere de manteamiento, en cambio implementar la nueva tecnología de columna con relleno estructurado requerirá de nuevos accesorios y un eventual paro en la producción de combustibles durante su instalación, mencionar también que el costo de mantenimiento es mayor. Lo importante de realizar la migración de tecnología es que esta es sostenible a largo plazo proporcionando mayor producción de gasolinas (nafta) y a mediano plazo reduce los índices de importación de combustibles. En términos cuantitativos es posible visualizar el incremento de producción de gasolinas con la implementación del relleno estructurado en un valor porcentual del 1,2% comparativamente con la torre de fraccionamiento que presenta platos fraccionadores, con ayuda del programa computacional de simulación de procesos Aspen Hysys se valida la implementación eficaz y optima de relleno estructurado, obteniéndose de esta manera un incremento considerable de los productos procesados a partir del gas: GLP y Gasolinas.

ANH Agencia Nacional de Hidrocarburos. (2018, Noviembre 17). www.anh.gob.bo. Retrieved from https://www.google.com/url?sa=t&source=w eb&rct=j&url=https://www.anh.gob.bo/Inside Files/Actividad/Druin/Gualberto_doc.pdf&ved =2ahUKEwjqgZCxgKXmAhVEjlkKHV1BDVAQFj ACegQIBBAB&usg=AOvVaw1Gbh1KyN6_6aiXnLNBTl1&cshid=157577234542 9 Facultad de Ingeniería Química. (2014). Torres Empacadas Curso: Maquinas Industriales. Ica: Universidad San Luis Gonzaga de Ica. Manzaneda, L. (2019, Agosto 23). Importación de diésel, gasolina y lubricantes se incrementó en 72%. Los Tiempos, p. 3. R.H. Chávez, A. S. (1999). Evaluación de un modelo de absorción en columnas con Rellenos Estructurados. Información Tecnológica, 6. Sanes, E. (2014). Tratamiento y Diseño de torres de Fraccionamiento tipo Empacado para la Obtención de Hidrocarburos Líquidos en Plantas de Gas. La Paz, Bolivia: Universidad Mayor de San Andrés. SIT Ingeniería S.R.L. (2017). La utilización de Rellenos Estructurados en las Industrias de Procesos. SIT INGENIERIA, 6. SIT Ingeniería S.R.L. (2018). La Utilización de Rellenos Estructurados en las Industrias de Procesos. SIT Ingeniería, 6. Spekujljak, Z., & Monella, H. (2017). Troubleshooting y Revamping. SIT Ingeniería, 9. Vania, A. (2015, Octubre). Academia Educativa. Retrieved from https://www.academia.edu/10038094/Comp araci%C3%B3n_entre_columnas_de_platos_y _columnas_de_relleno Vania, A. y. (2015, Octubre). Academia Educativa. Retrieved from https://www.academia.edu/10038094/Comp

IVONNE CALLISAYA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Cualidades Alegre, amable, sensible y firme en su convicción de creer en Dios, apoyo al club The Strongest, en mi tiempo libre me gusta ver películas escuchar música, me gusta conocer nuevos lugares, caminar, enfrentar nuevos retos y mi deporte favorito es el voleibol”. XIMENA CHOQUE, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Dinámica, ocurrente, alegre, empática, muchas veces distraída. Me encanta tomar helados y pasar tiempo con mi familia, mi deporte favorito es el racquetbol y en mi tiempo libre me fascina bailar. Mi meta a corto plazo es leer más libros y mi más grande sueño es aportar con algo notable a mi país. CARLOS ESTRADA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Conocido también como Charly, soy muy alegre y ocurrente, hincha del club The Strongest, en mi tiempo libre me gusta leer libros de superación, me fascina los viajes, ampliar mis horizontes, escuchar música y mi deporte favorito el fustal”.

REFERENCIAS

araci%C3%B3n_entre_columnas_de_platos_y _columnas_de_relleno W. L., N. (1958). Refinación del Petróleo (Primera Edición ed.). Barcelona: Reverte, S.A. W.L., N. (1987). Refinación del Petróleo. Barcelona: Verde S.A. Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos Corporación. (2008, Septiembre). Plan de Inversiones 2009-2015. Retrieved from YPFB Refinación: http://www.ypfbrefinacion.com.bo/refineriagualberto-villarroel.php Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos Corporación 2009 - 2015. (2008, Septiembre). Plan de Inversiones 2009-2015. Retrieved from YPFB Refinación: http://www.ypfbrefinacion.com.bo/refineriagualberto-villarroel.php

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Implementando la torre de destilación con relleno estructurado, en términos cuantitativos aumenta el volumen de la producción de gasolinas (C5+) y en cualitativos los resultados muestran que la calidad de la gasolina disminuye levemente, por lo cual antes de su comercialización se recomienda que este pase por un proceso en la unidad de reformación catalítica para obtener un mayor octanaje.

APUNTANDO A UN LABORATORIO CON ACREDITACIÓN José Luis Diaz Carrizales; Yudith Ingrid Huanca Llampa; Henry Mamani Lima UMSA

La investigación contempla el diseño de un laboratorio de refinación del petróleo para la facultad de ingeniería petrolera de la UMSA. Las mismas se basan en las normas de IBNORCA que rigen en Bolivia y normas internacionales, las cuales permiten la acreditación de IBMETRO que dan la competencia al laboratorio de la capacidad de realizar un control de calidad de los carburantes (gasolina, diésel oil y GLP). Palabras Clave: Acreditación, ASTM, NFPA The research includes the design of an oil refining laboratory for the UMSA University of Petroleum Engineering. They are based on the IBNORCA standards that govern Bolivia and international standards, which allow accreditation of IBMETRO that give the laboratory the competence to carry out quality control of fuels (gasoline, diesel oil and GLP). Key Words: Accreditation, ASTM, NFPA INTRODUCCION

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El objetivo de la presente investigación es guiar en la elaboración de un laboratorio paso a paso en sus diferentes etapas, destacando los aspectos más relevantes. Cabe mencionar que el trabajo realizado es debido a las deficiencias que sufre el actual laboratorio con relación al equipamiento y a los ambientes de este. La investigación plasma el diseño de las instalaciones, equipamiento y personal adecuado que cuenta un laboratorio para garantizar resultados confiables de las pruebas que se realicen a los carburantes y lubricantes. ESTADO DEL ARTE La ASC (Sociedad Americana de Química, 2002) es uno de los primeros que ha brindado un manual referido a la seguridad académica con la que debe contar el laboratorio. La cual también se aplica en laboratorios de la rama de la industria petrolera. Con el tiempo la NFPA (National Fire Protection Association), DR (Reales Decretos), llega complementar estas normas de seguridad: −

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NFPA 45 (NFPA 45, 2004) NFPA 30 (NFPA 30, 2003) NFPA 55 (NFPA 55, 2005) NFPA 704 (NFPA704, 2012) NFPA 101 (NFPA 101, 2015) NFPA 2112 (NFPA 2112, 2007) RD 486 (Real Decreto 486, 1997)

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RD 664 (Real Decreto 664, 1997) RD 665 (Real Decreto 665, 1997) NBE-CPI-2177 (NBE-CPI/96, 1996)

Además la ASTM (AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS) que fue fundada en el año 1898 por Charles Benjamín Dudley, brinda confiabilidad respecto a los resultados de laboratorios obtenidos en pruebas y materiales para laboratorios académicos. En la actualidad la seguridad de los laboratorios de estudios relacionados con la Industria Petrolera se ha convertido en un componente muy importante para la verificación de las características de los hidrocarburos. Hasta el momento las normas mencionadas califican un laboratorio. DESARROLLO La investigación efectuada ha sido suficiente para lograr demostrar los factores deficientes y necesarios (seguridad, espacio, personal capacitado, almacenamiento y mantenimiento de los instrumentos y equipos). Debemos resaltar la existencia de problemas en equipos debido a la falta de mantenimiento y la renovación de estos, además de la falta de insumos en dicho ambiente. Así también se debe mencionar que las cualidades en las que se encuentra el laboratorio no cumplen la norma 17025.

METODOLOGÍA

3. Instalaciones del laboratorio: La distribución de espacios dentro del laboratorio debe tomar en cuenta las siguientes necesidades, (ANH, 2014) − − − − − − −

1. Ubicación: En la evaluación de los recintos disponibles se debe tomar en cuenta las posibles perturbaciones que alterarían la salud del operario, la conservación de los equipos y los resultados de los ensayos (ANH, 2014): − Polvo − Perturbaciones electromagnéticas − Radiación − Humedad − Suministro eléctrico − Temperatura − Niveles de Sonido y vibración 2. Estructura al interior del laboratorio − Los techos deben tener al menos una altura de 3 m donde habitualmente están situados las luminarias y en caso de doble techo estos deben ser incombustibles. − Los suelos deben tener resistencia a agentes químicos, facilidad de limpieza y descontaminación, drenajes y además de resistir las vibraciones para evitar interferencia en las medidas realizadas en un laboratorio de investigación. − Las ventanas deben tener un marco difícilmente combustible y se recomienda un sistema de doble ventana, debido a que el mismo amortigua el ruido exterior y reduce la perdida de energía debido a la diferencia de temperatura. − Las puertas deben tener una altura de 2 m a 2.2 m, y un ancho de 1.2 m. − Además que se recomienda que debiera tener al menos 2 puertas, una tradicional y

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Mesones principales de trabajo Mesones laterales adicionales Sistema de extracción de gases Sistema de ventilación Almacén de reactivos y soluciones Almacén de muestras Ducha Fregadero Extintor Tablero eléctrico Escritorio del analista Oficina administrativa Archivo Baños Doble piso para recolección de residuos líquidos u otro sistema de recuperación”

4. Establecimiento de las necesidades de servicio: Redes de agua para el funcionamiento del laboratorio se requerirán los siguientes tipos de consumo, (ANH, 2014) − − − −

Suministro de agua de servicio que se tomara de la red publica Bidón de agua destilada para la preparación de soluciones Sistema de aspersores contra fuego Sistema de drenaje

En el abastecimiento de agua potable debe asegurarse una presión de trabajo en el intervalo de 70-90 psig. Se requerirán 6 puntos hidráulicos distribuidos de la siguiente manera: 2 puntos en cada mesón central, uno en la ducha de emergencia y uno en el fregadero. 5. Línea de energía eléctrica: Este servicio se tomará de la red pública; su suministro se manipulará desde una caja de controles, la cual debe obligatoriamente ubicarse en la parte externa del laboratorio. Los puntos eléctricos que se requieren para el laboratorio estarán distribuidos de la siguiente manera: 8 de 110 V y 2 de 220 V en cada mesón central; 4 de 110 V

Pasos más resaltantes para el diseño de laboratorio:

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El desarrollo de la investigación se basó en la norma 17025 (ISO/IEC 17025, 2017) que es tomada como referencia de observaciones existentes en el actual laboratorio de refinación del petróleo y también la guía que se usa para diseñar un laboratorio que cumpla todas las cualidades que debe tener el mismo. Además el mismo incentivo, a buscar respaldo de normas internacionales como las normas de NFPA (National Fire Protection Association), DR (Reales Decretos), ASTM (American Society of Testing Materials) y manuales de laboratorio.

la otra de emergencia, el sentido de apertura debe ser hacia afuera del laboratorio. Por último el material de las puertas debe ser no combustible.

y 1 de 220 V en cada mesón lateral. ’’ (ANH, 2014) Una vez cumplido con lo anterior expuesto, de acuerdo con el reglamento de calidad de carburantes y lubricantes se propone la instalación, ubicación y funcionamiento de equipos necesarios para realizar la verificación de calidad. El equipamiento está basado en los requisitos determinados en el reglamento aprobado mediante el DS 1499 y normas ASTM. La norma ASTM cuenta con los siguientes ítems: Instrumentos y equipos, reactivos y materiales, calibración y estandarización, procedimientos, cálculos de reporte de resultados, precisión y sesgo. Los laboratorios que se proponen para el laboratorio en la investigación son: − − − − − −

Destilación de productos del petróleo a presión atmosférica (ASTM D 86) Número de octano de investigación (RON) (ASTM D 2699) Punto de inflamación (ASTM D 92) Densidad y gravedad API (ASTM D1298) Determinación de la viscosidad cinemática (ASTM D 445) Determinación de la Presión de Vapor Reid (ASTM D 323)

El laboratorio fijo debe contar con equipos portátiles principales y esenciales para realizar pruebas de calidad como ser:

Finalmente los aspectos resaltados en la investigación dan la posibilidad del desarrollo de un laboratorio con las óptimas condiciones de infraestructura, equipamiento, ambientes y personal. Que pueden dar lugar a una acreditación para así dar un servicio de control juntamente con la ANH. CONCLUSIONES En el presente trabajo se ha realizado el diseño del laboratorio, explicando una serie de pasos de modo que pueda cumplir con normas de calidad y seguridad necesario para su mantenimiento y con esto podrá ser acreditado como un laboratorio competente. Para lo cual se muestra información de equipos que realizan las pruebas de calidad a los combustibles como la gasolina, diésel oil y GLP, similar al laboratorio móvil que cuenta la agencia nacional de hidrocarburos ANH. Con la investigación sobre la elaboración del diseño de laboratorio en la carrera de ingeniería petrolera de la UMSA este podrá tener la facultad de contribuir con el control a los carburantes juntamente con la ANH, verificando el cumplimiento de las especificaciones que se requieren en el reglamento de calidad DS 1499. Desarrollando el laboratorio de la carrera de la ingeniería petrolera conforme a lo expuesto, el mismo podrá ser considerado como un ente imparcial que pueda emitir un informe técnico de la calidad de los combustibles. REFERENCIAS

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MINISCAN IRXpert (Grabner Instruments): Mide octanaje ron, destilación Engler (Para gasolina, diésel y mezclas) MINIVAP VPXpert (Grabner Instruments): mide tensión de vapor reíd (TVR) (para gasolina, solventes de hidrocarburos, compuestos químicos) VISCOSÍMETRO (SVM 3000): mide viscosidad Cinemática a 40°C (para aceites y combustibles) DENSÍMETRO (DMA 35, n.d.): mide la gravedad específica a 15,6/15,6°C (para muestra directamente in-situ) TERMO HIDRÓMETRO: este equipo determinara la densidad relativa de GLP midiendo la temperatura para determinar los factores de corrección correspondiente.

ANH. (2014). Agencia Nacional de Hidrocarburos Servicio de consultoría por producto para el estudio a diseño final de un laboratorio fijo de verificación de calidad de hidrocarburos y centro de capacitación de la agencia nacional de hidrocarburos. La Paz. ASTM D 2699. (s.f.). Número de octano de investigación de combustibles para motores de ignición por chispa. Número de octano de investigación de combustibles para motores de ignición por chispa. ASTM D 323. (s.f.). Presión de vapor de productos del petróleo. Presión de vapor de productos del petróleo, 11.

Disposiciones mínimas de seguridad y salud. España. Real Decreto 664. (12 de Mayo de 1997). Protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo. Protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo. Real Decreto 665. (12 de Mayo de 1997). Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relacionados con la exposición a agentes cancerígenos o mutágenos durante el trabajo. Sociedad Americana de Química. (2002). Seguridad en los laboratorios químicos académicos (Séptima ed., Vol. I). SVM 3000. (s.f.). Viscosímetro stabinger. SVM 3000. Austria.

JOSE LUIS DIAZ, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “El deporte que más me gusta es el futbol. Tengo habilidades en la elaboración y reparación de muebles e instalaciones. En mi tiempo libre estudio inglés y juegos de estrategia, los fines de semana juego basquetbol con mis amigos”. YUDITH HUANCA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Los grandes bailarines, no son geniales por su técnica, son geniales por su pasión, el poder mostrar un folklore boliviano, las raíces de nuestra música y tradiciones al mundo, para mí es un placer y un deleite de nuestra cultura”.

HENRY MAMANI, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Optimista, honesto y orgulloso. Apasionado por el arte del dibujo, la pintura, la escultura y el deporte de la calistenia. Desea llegar al éxito con su propio sacrificio y sus propios méritos”.

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ASTM D 445. (s.f.). Viscosidad cinemática de líquidos transparentes y opacos. Viscosidad cinemática de líquidos transparentes y opacos. ASTM D 86. (s.f.). Distilation of Petroleum products and liquid fuels at atmospheric pressure. Distillation of petroleum products and liquid fuels at atmospheric pressure. ASTM D 92. (s.f.). Flash and fire point by Cleveland open cup tester. Flash and fire point by Cleveland open cup tester. ASTM D1298. (s.f.). Densidad, densidad relativa (gravedad específica), o gravedad API del petróleo y productos de petróleo líquido por el método del hidrómetro. Densidad, densidad relativa (gravedad específica), o gravedad API del petróleo y productos de petróleo líquido por el método del hidrómetro. DMA 35. (s.f.). Anton-Paar.com. Obtenido de Anton-Paar.com: https://www.antonpaar.com/mx-es/productos/detalles/dma-35/ Grabner Instruments. (s.f.). Miniscan IRXpert. Miniscan IRXpert. Austria. Grabner Instruments. (s.f.). Minivap VPXpert. Minivap VPXpert. Vienna, Austria. ISO/IEC 17025. (2017). Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración (Tercera ed.). NBE-CPI/96. (1996). Norma básica de la edificación - condiciones de protección contra incendios en los edificios. NFPA 101. (2015). National Fire Protection Association - Fire safety function with emergency control function. NFPA 2112. (2007). National Fire Protection Association - Standard on flame resistant garments for protection of industrial personnel against flash fire. NFPA 30. (2003). National Fire Protection Association - Flammable and combustible liquids code. NFPA 45. (2004). National Fire Protection Association - Fire protection for laboratories using chemicals. NFPA 55. (2005). National Fire Protection Association - Standard for the storage, use, and handling of compressed gases and cryogenic fluids in portable and stationary containers, cylinders, and tanks. NFPA704. (2012). National Fire Protection Association - Diamante de materiales peligrosos. Real Decreto 486. (14 de Abril de 1997). Disposiciones mínimas de seguridad y salud.

BUSCANDO MAXIMIZAR LA PRODUCCION DE DIESEL Cesar Rodríguez, Kevin Herrera, Miguel Mamani UMSA

En Bolivia en los últimos años el parque automotor incrementó, este crecimiento influyó también en el mayor consumo de combustibles como gasolinas y diésel. La Torre de Vació es un método de operación de hidrocarburos el cual produce una cierta cantidad de Off Gas, Gas Oíl Liviano de Vacío (GOLV), Gas Oíl Pesado de Vacío (GOPV) y Residuo de Vacío. Sin embargo debido al mayor requerimiento de combustible es necesario encontrar una forma para incrementar el rendimiento de producción para una mayor comercialización. En este trabajo se pretende aumentar la producción de gas oíl liviano a través del cambio de platos por anillos tipo Pall en la Torre de Vacío. Para desarrollar este trabajo se usó el programa Aspen HYSYS para llevar a cabo dos simulacros. La primera simulación consistió en el uso de columnas de platos; y la segunda simulación en el uso de columnas de relleno tipo anillos Pall. El procedimiento consistió en introducir en ambas simulaciones las mismas características del crudo reducido y mediante la temperatura de ebullición se producirá los cuatro cortes: Off Gas, GOLV, GOPV y Residuo de Vacío. En el primera simulación con columnas de platos, los resultados mostraron: Off gas 43,65%, GOLV 14,88%, GOPV 14,17%, y Residuo de Vacío 27,29%. En la segunda simulación con columnas de relleno tipo anillos Pall, los resultados mostraron: Off Gas 28,67%, GOLV 29,39% GOPV 9,54% y Residuo de Vacío 32,4%. Con estas simulaciones se pudo comprobar que en el segundo simulacro con el uso de columnas de relleno tipo anillos Pall, el Gas Oíl Liviano de Vacío (GOLV) se incrementó en un 14,51% en comparación con el primer simulacro con columnas de platos. Por ello, se concluye que el cambio de relleno tipo anillos Pall en vez de platos en la Torre de Vació produce mayor producción Gas Oíl Liviano de Vacío (GOLV). Palabras claves: Destilación de vacío, Torre de Vacío, Aspen HYSYS, Gas Oíl Liviano de Vacío (GOLV) In Bolivia in recent years the car fleet increased, this growth also influenced the increased consumption of fuels such as gasoline and diesel. The Vacuum Tower is a method for hydrocarbon processing which produces a certain amount of Off Gas, Light Oil Vacuum Gas (GOLV), Heavy Oil Vacuum Gas (GOPV) and Vacuum Waste. However, due to the higher fuel requirement, it is necessary to find a way for the performance to be greater for greater commercialization. This work aims to increase the production of light oil gas through the change of plates for Pall rings in the Vacuum Tower. To develop this work, the Aspen HYSYS program was used to carry out two drills. The first drill was the use of dishes; and the second drill in the use of Pall rings. The procedure consisted of both simulations in introducing the reduced crude and through the boiling temperature the four cuts were produced: Off Gas, GOLVP, GOPV and Vacuum Residue. In the first drill with dishes, the results showed: Off gas 43.65%, GOLV 14.88%, GOPV 14.17%, and Vacuum residue 27.29%. In the second drill with Pall rings, the results showed: Off Gas 28.67%, GOLV 29.39% GOPV 9.54% and Vacuum Residue 32.4%. With these drills it was found that in the second drill with the use of Pall rings, the GOLV increased by 14.51% compared to the first drill with dishes. Therefore, it is concluded that the change of Pall rings instead of dishes in the Vacuum Tower produces greater production of Light Oil Vacuum (GOLV). Key Words: Vacuum distillation, Vacuum Tower, Aspen HYSYS, Light Vacuum Oil Gas (GOLV)

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INTRODUCCIÓN “Los hidrocarburos pesados son el mayor recurso del petróleo en el mundo, sin embargo en el pasado se habían dejado de lado como recurso energético debido a las dificultades y costos asociados de su producción” (Cutis, y otros, 2003). “Existen dos tipos de torres de destilación de vacío: torres de vacío combustibles y torres de vacío

lubricantes. La diferencia entre ambas reside en sus funciones y detalles de construcción y no en los principios de operación; o sea fundamentalmente la diferencia está en el uso que se va a dar a los productos que se obtienen por destilación.” (A Ruiz, 2013). “Para la torre de vacío combustible la cantidad de platos no es tan grande, dado que las especificaciones de los productos no son tan

La destilación al vacío es de particular importancia porque permite obtener productos vírgenes de cadenas largas sin craqueo y reduce la tendencia que tiene el petróleo a descomponerse cuando es sometido a destilación. “Esto es con el fin de obtener productos comerciales más valiosos, tales como gas licuado y gasolina de alto índice de octano y diésel.” (Mondragón Aguilar, 1994).

La operación en las columnas de fraccionamiento con elevadas relaciones de reflujo y gran consumo de calor resultan antieconómicas y es preciso encontrar vías para operar las plantas con una capacidad muy inferior a la de diseño.

El objetivo es incrementar la producción del corte de Gas Oíl Liviano de Vacío (GOLV), realizando la implementación de rellenos Anillo tipo Pall a una Torre Vacío.

Este último factor acelero la tendencia hacia el empleo de platos de válvula, que pueden operar con intervalos de flujos de vapor y liquido mayores que los platos perforados. La disminución de la relación de reflujo para disminuir el consumo de calor en una columna ya existente solamente se puede conseguir aumentando el número de etapas. Para introducir más etapas en una columna ya existente, algunas compañías han sustituido las etapas por rellenos de elevada eficacia a costa por supuesto de un gasto adicional.

HIPÓTESIS

METODOLOGÍA DE CÁLCULO

Se podrá aumentar la producción de Gas Oíl Liviano de Vacío en 15% en una Torre de Vacío de Combustible con el cambio de columnas de platos a columnas de relleno tipo anillo Pall.

Si bien estos procedimientos fueron desarrollados para el residuo de una destilación atmosférica de petróleo (Topping), son aplicables a crudos pesados, debido a la gran similitud que ambos presentan. Para el procedimiento que se siguió para los cálculos los datos iniciales fueron propuestos por (Watkins, 1981).

ESTADO DEL ARTE “En muchos aspectos, el caso histórico presentado por D.W. Jones y J.D. Jones de Dupont company es típico” (Hernandez, 2017). Su estudio fue realizado con una pareja de columnas utilizado en Dana, Indiana y Savannah River, Georgia para un proceso de agua pesada utilizado intercambio dual de temperatura del deuterio entre el agua y el sulfuro de hidrogeno a elevadas presiones

Para especificar la operación necesitamos los siguientes datos, (Maxwell, 1950). El grado de separación de los productos que es el solapamiento de las curvas de destilación de los productos (OVERLAP), indicador de la imperfección del fraccionamiento. Temperatura máxima de la zona flash

“Construidas a comienzos de la década de 1950, las columnas estaban originalmente equipadas con platos de caperuza de barboteo. Los platos corroídos en Dana fueron substituidos, a partir de 1957, por platos perforados, que mostraron tener una menor caída de presión, ser más eficaces y más baratos” (Hernandez, 2017).

Presión Gasoil liviano de vacío (GOLV), TBP100% Gasoil pesado de vacío (GOPV), TBP 100% Caudal de carga total Curva de destilación ASTM 1160 a una presión

700 °F (380 °C) 35 mmHg (4.666 KPa) 870 °F 1010 °F 4500 BPD 10 mmHg

Según los datos del INE, “el valor de las importaciones de diésel (a abril) pasó de US$ 704,3 millones en 2015, a US$ 896,8 millones del año pasado 2018 (El Deber, 2019).

“En 1972 los setenta platos de barboteo de 3,35 metros de diámetro de la columna de Savannah se habían corrido y con el fin de substituirlos se realizaron ensayos con unos platos perforados propiedad de la empresa que habían sido diseñados por la división Linde de Unión Caribe, así como otros platos” (Hernandez, 2017).

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severas debido a que son usados como carga para otras plantas” (Macarena Vega, 2015). En los últimos años se registró un incremento en el consumo de combustibles, debido a que mucha gente está adquiriendo motorizados porque hay más liquidez en la economía Boliviana.

OBTENCIÓN DE LA CURVA TBP760 DEL CRUDO REDUCIDO. Para realizar los cálculos del proceso de destilación al vacío es necesario obtener la curva de destilación TBP a presión atmosférica (TBP760), para lo cual se parte de la curva de destilación ASTM 1160 a una presión de 10 mmHg. En la siguiente Tabla, se detallan los valores obtenidos por el método de (Maxwell, 1950) para el cálculo de la curva de destilación TBP 760 (Maxwell, 1950). % 0 10 20 30 40 50 60 70

ASTMD1160 (10mmHg) ° F 323 443 483 518 545 580 642 770

ASTMD1160 (10mmHg) °C 161.7 228.3 250.6 270.0 285.0 304.4 338.0 410.0

TBP10

TBP760

295 428

550 710

510

810

580

895

770

1130

Una vez cargados estos datos la torre queda definida obteniéndose el siguiente diagrama de flujo. Al utilizar un software como lo es Aspen HYSYS, los cálculos que por medio de métodos matemáticos internos del software se obtienen directamente los resultados de las corrientes de cada corte lateral de la torre. RESULTADOS En la Tabla 3 podemos observar los valores de los diferentes flujos volumétricos de salida obtenidos para cada corte lateral de la torre, donde Fp es el valor de los flujos volumétricos obtenida por medio del simulador (columnas de platos) y Fa el valor de los flujos volumétricos obtenida por medio del simulador (columnas de relleno Anillo tipo Pall). Corte

CÁLCULOS CON EL SIMULADOR DE PROCESOS Los programas de simulación de procesos contienen modelos para la mayoría de las unidades de operación, así como los modelos de propiedades termodinámicas y físicas. Todos los programas comerciales ofrecen cierto nivel de capacidad de modelado personalizado que permite que el diseñador agregue modelos para las operaciones no estándar. Muchas compañías desarrollaron programas de simulación de procesos desde la década del 60´ y podríamos decir que hoy en día cada industria hace uso de ellos (S. Godoy, 2008)

OFF GAS GOLV GOLP VC

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En primera medida se crea un nuevo caso de estudio, para un residuo atmosférico venezolano, al no disponerse de datos detallados de alimentación ingresamos los hidrocarburos desde C1 hasta C5 y agua.

Flujo Volumétrico (Anillos) 1290 1323 429 1458

En la siguiente Tabla podemos observar los diferentes porcentajes de producción obtenidos para cada corte lateral de la torre, los cálculos se realizarán a partir de un balance de materia partiendo del principio de la conservación de la materia (Castellan, 1987) Corte OFF GAS GOLV GOLP VC

Figura 9: Esquema de la torres de vacío.

Flujo Volumétrico (Platos) 1964 670 638 1228

% Flujo Volumétrico (Platos) 43.65 14.88 14.17 27.29

%Flujo Volumétrico (Anillos) 28.67 29.39 9.54 32.4

Se puede observar el aumento significativo de los cortes que son cargas para producir combustibles en una torre de vacío En el primera simulación con columnas de platos, los resultados mostraron: Off gas 43,65%, GOLV 14,88%, GOPV 14,17%, y Residuo de Vacío 27,29%. En la segunda simulación con columnas de relleno tipo anillos Pall, los resultados mostraron: Off Gas 28,67%, GOLV 29,39% GOPV 9,54% y Residuo de Vacío 32,4%. Esto se debe a que se hizo un cambio de relleno para mejorar el rendimiento de la refinería Gualberto Villarroel. En las columnas de relleno la operación de transferencia de masa se lleva a cabo de manera

continua. La función principal del relleno consiste en aumentar la superficie de contacto entre el líquido y el vapor, aumentar la turbulencia y por lo tanto mejorar la eficacia. En las columnas de platos la operación se lleva a cabo en etapas, el líquido pasa de un plato otro por gravedad en sentido descendente, y por lo tanto tiene menor eficiencia, debido a que el área superficial es menor en platos, y mayor diámetro de torres. DISCUSIÓN El presente trabajo contribuye a la obtención de productos comerciables en el área de hidrocarburos. Debido a ello es posible proponer la implementación del uso de columnas de rellenos anillos tipo Pall en la torre de vacío de la refinería Gualberto Villarroel. Para futuras investigaciones, se recomienda analizar otros tipos de rellenos que puedan ser implementados y/o ser modificadas en los diferentes puntos de ebullición de cada corte para comprobar si existe mayor o menor producción en el corte de interés del presente trabajo de investigación (GOLV).

Hernandez, E. (2017). Beneficio de usas torres rellenas en vez platos. Facultad de Ingeniería Química e Industrias, Lambayeque. Macarena Vega, L. A. (2015). Diseño del proceso de una torre de vacío, ventajas de la simulación. Revista de la Facultad de Ciencias Químicas, 30-37. Maxwell, J. (1950). Data Book on hydrocarbons. London: D. van Nostrand Company. Mondragón Aguilar, J. (1994). Refinación de petróleo. 18. S. Godoy, P. R. (2008). Introducción al diseño de columnas de destilación mediante el uso del simulador. Rosario, Argentina: Universidad Tecnológica Nacional. Wakins, R. (1981). Petroleum Refinery Distilation. g. Watkins, R. (1981). Petroleum Refinery Distilation. Gulf Publishing. YPFB. (2019). Refinería Gualberto Villarroel. Cochabamba-Bolivia.

CESAR RODRIGUEZ, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Soy una persona perfeccionista, perseverante. Me gusta dibujar”.

CONCLUSIONES Luego de realizar las simulaciones con los resultados obtenidos se evidencio un aumento del 14.51% en el corte de interés (GOLV) para así poder maximizar la producción de Diésel, todo esto debido al cambio de columnas de platos por las columnas de rellenos tipo Anillo Pall.

KEVIN HERRERA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés.

REFERENCIAS

MIGUEL MAMANI, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Dios me enseñó a volar como las águilas por encima de la tormenta. No mirar el problema, mirar más allá”.

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A Ruiz, J. V. (2013). Diseño del proceso de destilación al vacío. Asociación Argentina de Ingenieros Químicos, 8-26. Castellán, G. W. (1987). Fisicoquímica. México: Fondo Educativo Interamericano. Cutis, C., Kopper, R., Decoster, E., Guzman Garcia, A., Huggins, C., Knauer, L., Waite, M. (2003). Yacimientos de petróleos pesados. Oilfield Review II, 32-55. El Deber. (07 de 12 de 2019). Las importaciones de combustibles y lubricantes crecen un 68% hasta mayo, pág. 10.

REGENERACIÓN DE ACEITES LUBRICANTES USADOS DE MOTOR E INDUSTRIAL Mariela Aliaga Jemio; Rosa Mamani Mamani; Yhovana Belén Quenta Laura UMSA

En el siguiente artículo nos enfocamos en el método Sener Interline que nos brinda una nueva propuesta para el reciclaje y recuperación de aceites lubricantes usados que son altamente contaminantes. Este proceso elimina el uso de arcillas e hidrogenación, que usualmente son usados en procedimientos de regeneración de aceites, así evitar la obtención de residuos sólidos. Para comprobarlo hemos realizado una recreación con un modelo de simulación en Aspen Hysys de dicho proceso comenzando con materia prima de 1736 litros/día de aceites usados y entre 15 a 25 % de productos químicos con el objetivo de obtener 500.000 litros/año de aceite base de alta calidad. El proceso consta de tres etapas: un pretratamiento con productos químicos, una extracción con propano y finaliza con una destilación al vacío con fraccionamiento obteniendo tres tipos de aceite base y residuos, de estos solo uno se comercializa en Bolivia. Palabras Clave: Aditivos, Aceite Base, Fraccionamiento, Reciclaje In the following article we focus on the Sener Interline method that provides us with a new proposal for the recycling and recovery of used lubricating oils that are highly polluting. This process eliminates the use of clays and hydrogenation, which is usually, used in oil regeneration procedures, thus avoiding the obtaining of solid waste. To check this, we have performed a recreation with a simulation model in Aspen Hysys of this process starting with raw material of 1736 liters / day of waste oils and between 15 to 25 % of chemicals with the aim of obtaining 500.000 liters / year of high-quality base oil. The process consists of three stages: a pre-treatment with chemicals, an extraction with propane and ends with a vacuum distillation with fractionation obtaining three types of base oil and residues, of these only one is marketed in Bolivia. Key Words: Additives, Base Oil, Fractionation, Recycling

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INTRODUCCIÓN Los aceites lubricantes una vez que han cumplido su vida útil se convierten en desechos que causan daños irreparables al medio ambiente; con el propósito de recuperar y reutilizar estos aceites existen varios procesos de re-refinación que convierten estos aceites lubricantes usados en nuevos aceites base, que añadiendo ciertos aditivos están listos para usarse en la industria y en el parque automotriz. En el siguiente trabajo nos enfocaremos en uno de estos procesos: Método SENER INTERLINE que nos garantiza que los residuos obtenidos después del tratamiento son menos dañinos para el aire, agua y suelos, disminuyendo así el impacto ambiental; ya que varios de estos métodos de regeneración nos dan residuos igualmente dañinos para el ecosistema; otro tema también de nuestro interés es que los aceites base obtenidos por este método estén dentro de los parámetros exigidos por las instancias reguladoras, obedeciendo las leyes que rigen a estos productos cumpliendo así con los estándares de calidad exigidos para su comercialización.

La Ley Boliviana que rige a estos aceites base nuevos es el decreto supremo Nº 28099 “Reglamento para la construcción y operación de plantas de aceites terminados y grasas lubricantes” exige que los aceites re refinados coincidan con su anexo Nº 1; los distintos aceites base que se obtienen por este proceso el único que figura dentro del decreto es el SN 150, esperamos que a través de este proyecto en un futuro se pueda implementar el método en una planta de lubricantes y se puedan comercializar los otros dos tipos de aceite base en el territorio del país, con todos los permisos legales que se requieren. Recuperar y reciclar aceites usados tienen muchos beneficios, como una mayor confiabilidad de las maquinas, ahorros considerables en lubricantes, menos tiempo en cambios de aceite, decrementos en la contaminación ambiental y reducción de los costos de disposición. Los aceites re refinados requieren solo un tercio de la energía usada en el petróleo crudo para convertirlo en aceite. Es de conocimiento público que los aceites lubricantes hechos en nuestro país no satisfacen al mercado interno, para cumplir con la demanda no nos queda

más que seguir explotando nuestros recursos naturales; otro beneficio de los aceites re refinados es que pueden menguar el desvanecimiento de lubricantes en el territorio boliviano.

de reciclaje y regeneración, siendo el método acido- arcilla el primer proceso para este propósito.

ESTADO DEL ARTE

“La carga de lubricante usada es sometida a una evaporación de aquellos productos ligeros como agua e hidrocarburos del rango de la gasolina. Después de este paso previo la carga se trata con ácido sulfúrico obteniéndose un rendimiento de 85% aproximadamente en relación con el producto tratado. El resto constituye un desecho aceitoso y ácido. El producto obtenido después del tratamiento ácido es enviado a filtración con arcilla y cal, para mejorar su color y su acidez. En este proceso de filtración se obtiene un desecho del 3 al 4 por ciento constituido por una mezcla de aceite ácido y arcilla. En la siguiente etapa el aceite se fracciona para separar destilados livianos del tipo gas-oil y así obtener finalmente la base lubricante. El proceso tiene un rendimiento global de 70% en peso.” (Calderon Cisneros, 2012).

Se define aceite usado como “cualquier aceite que ha sido refinado a partir de petróleo crudo o cualquier aceite sintético que se haya usado y como resultado de tal uso se encuentre contaminado con impurezas físicas o químicas”. (EPA, 2010). “El aceite usado de automotores es una mezcla compleja de hidrocarburos livianos y pesados (C15C50), hidrocarburos alifáticos, aromáticos, aditivos de lubricación, metales y diferentes compuestos inorgánicos. La composición química de los aceites usados varía considerablemente dependiendo del tipo de crudo, del proceso de refinación, de la eficiencia y tipo de máquina que el aceite está lubricando, del tipo de gasolina y los productos de combustión, de los aditivos añadidos al combustible y al aceite original, así como el tiempo que el aceite permanece en el motor.” (Hernandez Quisbert, 2014). Al notarse lo peligrosos que son estos residuos se ha buscado la mejor manera de eliminarlos, como primera medida se decidió enterrarlos, pero esto ocasiono el deterioro de los suelos; otra manera fue la de incinerarlos causando aún más daño al medio ambiente. De ahí se crearon varios métodos

El segundo método en buscar una solución a esta problemática fue el proceso Meinken que buscaba mejorar el método Acido – Arcilla. PROCESO MEINKEN “El aceite usado pasa por un proceso de deshidratación y eliminación de componentes volátiles. Luego se lo trata mediante un proceso de “termocraking”, que es un proceso que elimina los contaminantes mediante una destilación. El producto de este proceso es tratado con ácido sulfúrico, dando un aceite-acido, que pasa por un proceso de eliminación de gas oil, y finalmente se lo filtra y neutraliza. El rendimiento de este proceso es del 70%, obteniéndose como producto secundario gas oil, que es usado como combustible. Este es uno de los procesos más costosos del mercado.” (Moran Robles, 2015). Uno de los procesos que realmente mejora al acido/arcilla es el método Selecto Propano. PROCESO SELECTO PROPANO ACIDO – ARCILLA “Este proceso es una modificación del proceso acido-arcilla, disminuyendo el uso del ácido sulfúrico mediante la adición del propano. Se obtiene una eficiencia de 80%, y como productos

“Un lubricante es una sustancia o mezcla de ellas que ejerce su acción entre dos superficies (una de las cuales o ambas se encuentra en movimiento), a fin de disminuir la fricción y el desgaste. Un lubricante provee de una película protectora la cual permite suavizar el contacto entre ambas superficies. Los aceites lubricantes en general están conformados por un 80% de aceite base y 20% de aditivos.” (Calderon Cisneros, 2012).

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Desde los años 60 el crecimiento del parque automotriz ha ido en aumento, y así también el uso y consumo de aceites lubricantes para un buen rendimiento del motor, en consecuencia la obtención de residuos que son los mismos aceites que a través de su función han recogido impurezas, contaminantes, incluso agua convirtiéndolos en aceites lubricantes usados.

PROCESO ACIDO – ARCILLA

secundarios gas oil a un 6% y lodo contaminado hasta un 5%.” (Moran Robles, 2015). −

He de aquí que se innovaron varios métodos con la misma finalidad y eso incluye mejorar la calidad del aceite re refinado. Esto nos llevó a descubrir este nuevo proceso que solo se implementa en Madrid – España, siendo este país uno de los pioneros en reciclaje y regeneración de aceites usados junto con Brasil.

aceite, que mejora el contacto inicial entre las fases, y aumenta el rendimiento de la extracción. Nuevos diseños de las etapas de destilación del aceite extraído, que disminuyen el riesgo de ensuciamientos.

De este método se obtienen aceites base SN 80, SN 150, SN 350 totalmente acabados y con calidad similar al aceite de primer refino. DESARROLLO

PROCESO SENER – INTERLINE El presente se enfoca en este nuevo proceso de regeneración a aceites lubricantes usados creado por Sener grupo de ingeniería e implemento la planta ECOLUBE para desarrollar el proceso como una iniciativa y disminuir el impacto ambiental que causan estos residuos tóxicos. “El proceso SENER-INTERLINE se basa en la tecnología de extracción con propano líquido patentada por la compañía norteamericana, que permite conseguir rendimientos de regeneración muy altos, con inversiones moderadas, lo que hace viables instalaciones de regeneración de baja capacidad (25 a 30.000 t/a). Ello supone una notable ventaja competitiva, desde el punto de organización de la logística y la gestión de los residuos” (Ortega, 2001). Los aceites usados son almacenados en los puntos de acogió como ser talleres automotrices e industrias en pequeños tanques especiales para residuos peligrosos donde son recogidos y llevados en cisternas hasta la planta de regeneración. “El aceite recibido en el centro de transferencia es sometido a un análisis previo, para determinar si la partida es apta o no para su regeneración, dependiendo básicamente de su contenido en PCB, que, si supera los 50 ppm obliga a su incineración en instalaciones autorizadas”. (Ortega, 2001).

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Un trabajo conjunto entre Sener e Interline han conseguido mejorar la tecnología, llegando a concretar este proceso que presenta las siguientes innovaciones. − −

Una etapa de pretratamiento químico continúo del aceite usado Nuevo diseño de la etapa de extracción del aceite usado, especialmente de la mezcla de propano y

Comenzamos por definir la corriente de entrada, esta corriente la denominamos “ALU”, el flujo y las composiciones de cada componente, todo especificado como se observa en las siguientes: PROPIEDADES

METODO

Gravedad API 15,6/15,6°C

ACEITE USADO 29.3

ASTMD 1298 Gravedad específica a 15,6/15,6 °C ASTMD 0.88 1298 Viscosidad cinemática a 40°C ASTMD 90,98 7042 Viscosidad cinemática a 100°C ASTMD 11,93 7042 Índice de viscosidad ASTMD 123 2270 punto de incurrimiento (°C) ASTMD 97 -25, Punto de inflamación (°C) ASTMD 92 207 Color ASTMD 8 1500 Cenizas % en peso ASTMD 0.628 482 residuo carbonoso RAMSBOTTON % ASTMD 1,182 524 Agua y sedimentos % Vol. ASTMD 0.1 1796 Numero de acidez total TAN mg ASTMD 4,72 KOH /g 974 Número de neutralización TBN mg ASTMD 4,19 KOH/g 664 Fuente: (Borjes Milligan & Tejada Fernandez, 2009)

Con las propiedades globales, se definieron los componentes hipotéticos que se requiere para la recreación Hysys y modelar la fisicoquímica de los nuevos aceites. La muestra el diagrama de flujo del proceso implementado en la simulación. El modelo del proceso donde ingresa la corriente ALU junto con los productos químicos al mesclador. Contaminantes (ppm) Cadmio Cromo Plomo Zinc Cloro Total PCB´s

Aceites de Automatización Motor Gasolina Motor Diesel 1.7 9.7 2.2 951 3600 20.7

1.1 2 29 332 3600 20.7

Aceites de procedencia industrial 6.1 36.8 217.7 373.3 6100 957.2

resto de propano de los hidrocarburos ligeros. Esta corriente formada por las bases de aceite limpias las separo mediante dos destilaciones en vacío sucesivas que me proporcionan los componentes con las características necesarias para su comercialización. RESULTADOS Figura 10: Diagrama de flujo

Una vez realizada la mezcla, el aceite se calienta a unos 82°C, por debajo del punto de ebullición del agua para evitar pérdidas y se mantiene entre 3090 minutos. El aceite pretratado se mezcla con propano líquido en una proporción de 5:1. Luego se introduce a un separador de fases a 3MPa y 90C, el 80% del propano, el otro 20% será la corriente ligera en la entrada a la extracción. El propano arrastrará a las bases de aceite y a los hidrocarburos ligeros lo formarán las bases nafténicos y parafínicos. La fracción pesada contiene asfáltenos, agua y un alto porcentaje de metales y compuestos fosforosos, polímeros y otras impurezas que se encontraban en el aceite usado; después de haber eliminado el agua mediante una evaporación la fracción restante se convierte en residuo asfáltico.

Una vez obtenidos los datos de los nuevos aceites base a través de la recreación Hysys podemos compararlos con los datos establecidos en el D. S. Nº 28099; evidenciando que de los tres aceites base SN 80 SN 150 y SN 350, que se pueden obtener de este método, solo el SN 150 está dentro del decreto. En la siguiente tabla realizamos la comparación. PRUEBA

METODO

ALU

ARR

Gravedad API 15,6/15,6°C Gravedad específica a 15,6/15,6 °C Viscosidad cinemática a 40°C Viscosidad cinemática a 100°C Índice de viscosidad

ASTMD 1298 ASTMD 1298 ASTMD 7042 ASTMD 7042 ASTMD 2270 ASTMD 97 ASTMD 92 ASTMD 1500 ASTMD 482 ASTMD 524 ASTMD 1796 ASTMD 974 ASTMD 664

29.3

31.2

0.88

0.87

90,9

0.86 99 44.6

11,9

7.08

6.9

123

11.8

-25

207

221

230

7.5

0.62

0.01

1,18

0.12

0.1

4,72

0.05

4,19

0.08

Punto de incurrimiento (°C) Punto de inflamación (°C) Color Cenizas % en peso Residuo carbonoso RAMSBOTTON % Agua y sedimentos % Vol. Numero de acidez total TAN mg KOH /g Número de neutralización TBN mg KOH/g

DS 28099 31.14

0.007

0.05

La fracción ligera sale por la cabeza de la torre y luego a la torre de destilación flash, donde se separa una parte gaseosa formada casi en su totalidad por propano que se recuperara en forma de gas que es licuado y utilizado de nuevo. La parte líquida en la que permanece una parte del propano, los hidrocarburos ligeros y las bases de aceite. El destilado de la torre atmosférica lo paso a través de una torre de destilación flash en la que se separa el

Hemos observado que en nuestro país los avances tecnológicos y la inversión para la recuperación y regeneración de aceites usados solo esta implementada por la industria privada, y poca o nada por parte del gobierno, es preocupante ya que estos residuos como ya lo hemos mencionado antes son perjudiciales y peligrosos; estamos en la obligación de seguir los pasos de aquellos países que tienen políticas serias para el manejo de los aceites usados, como es el caso de España que cada

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Figura 11: Curvas de destilación.

CONCLUSIONES

cierto tiempo emprenden nuevas tecnologías para el re refinado de estos aceites. Hemos llegado a la conclusión que el proceso Sener Interline puede ser implementado en nuestro país, gracias a la recreación Hysys observamos que las condiciones son favorables y cumplen con los estándares de calidad impuestas por el decreto supremo Nº 28099, sin embargo para llegar más allá de una simple simulación se necesita grandes inversiones, permisos, y compromiso no solo por parte del gobierno, por lo cual consideramos que para llevar acabo esto por el momento no es posible, esperamos que en un futuro se logre el propósito para preservar y proteger el medio ambiente. RECOMENDACIONES Se debe continuar con estudios y análisis, hacia el mejoramiento o implementación de nuevos procesos de tratamiento y regeneración de aceites lubricantes usados, obteniendo un producto de mejor calidad que no generen residuos tóxicos y reduciendo aún más la formación de contaminantes al ecosistema. Además, se debe brindar capacitaciones, charlas, seminarios a los ciudadanos, para que puedan tener conocimiento de las causas que genera el uso inadecuado del aceite lubricante usado, de esta manera poder implementar una cultura ambiental hacia el correcto manejo de agentes contaminantes, garantizando la protección del ser humano y del medio ambiente.

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REFERENCIAS Gaceta oficial de Bolivia. (22 de abril de 2005). Reglamento para la construcción y operación de plantas de aceites terminados y grasas lubricantes. Bolivia. Borjes Milligan, S. A., & Tejada Fernandez, M. P. (2009). Diseño de una planta de Re-refinación de aceites lubricantes usados. La Paz: UMSA. Calderón Cisneros, M. D. (2012). Extracción de aceite lubricante usado en equipo de bombeo y generación eléctrica con propano supercrítico. Puebla-México. Chuqui Palaguaqui, M. V., & Romero Heredia, J. R. (2017). Propuesta de implementación de una

planta de regeneración de aceites lubricantes usados en la ciudad de cuenca empleado en el proceso de extracción con propano. Cuenca Ecuador. EPA, A. d. (noviembre de 2010). Agencia de Protección Ambiental de los Estados unidos. Obtenido de webappl.dlib.imdiana.edu/virtual_disk_library /index.cgi/4928837/FID3050/pdfs/spmgoil.pdf Hernandez Quisbert, J. L. (2014). Recuperación del aceite lubricante automotor usado en el departamento de La Paz. La Paz: UMSA. Martin Pantoja, J. L., & Matías Moreno, P. (1995). ¿Qué se hace en España con los aceites usados? Madrid- España. Moran Robles, K. D. (2015). Re-refinación de Aceites Lubricantes Usados mediante procesos fisicoquímicos. Guayaquil- Ecuador. Ortega, I. (2001). Proceso Interline-Sener para generación de aceites usados. Asociación Española de Científicos, 7-9.

MARIELA ALIAGA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Esfuérzate mucho y espera poco de los demás”.

ROSA MAMANI, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Cómo me encantaba que mi mamá me llame mi bella Panqarita, te mando un beso hasta el cielo mami”.

YHOVANA QUENTA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Es mejor arrepentirse por hacer algo que arrepentirse por no haberlo hecho”.

CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE CRUDOS Álvaro Mendoza Silva; Daniela Mita Jiménez; Néstor Chambi Chinche UMSA

El siguiente trabajo tiene como objetivo la comparación y caracterización de crudos de Argentina y Perú, ya que por medio de una caracterización se obtienen propiedades y se puede tomar la decisión en base técnica para ejecutar una importación de crudo ya que en el país para el abastecimiento de combustibles que demanda el parque automotor y la industria, con el objetivo de analizar las similitudes que tienen entre estos y el crudo boliviano. Para proceder con la importación de crudo y ver la factibilidad, analizamos principales características: grados API, factor de Watson, peso molecular, Mean Average Boiling Point, entre otros. Y ver si el crudo a importar es factible para su correspondiente. Palabras Clave: Petróleo crudo, Gasolina, Diesel Oíl, Abastecimiento The following work aims to compare and characterize crude oils from Argentina and Peru, since through a characterization properties are obtained and the decision can be made on a technical basis to execute an import of crude oil since in the country for the supply of fuels demanded by the automotive fleet and industry, with the aim of analyzing the similarities between them and Bolivian crude. To proceed with the importation of crude oil and see the feasibility, we analyze main characteristics: API grades, Watson factor, molecular weight, Mean Average Boiling Point, among others. And see if the oil to be imported is feasible for its corresponding. Key Words: Crude oil, Petrol, Diesel Oil, Supply

En Bolivia, por medio de la empresa estatal de hidrocarburos, las áreas de explotación son principalmente en las ciudades de: Tarija, Chuquisaca, Santa Cruz y parte del sur de Cochabamba, que con el tiempo no han cambiado en cuanto a la exploración y así para después trasladar a su correspondiente refinación ya sea en

Ante la creciente demanda por parte del parque automotor como la industria, se optó por la importación de combustibles como la gasolina o naftas para abastecer la demanda interna, la cual actualmente es insuficiente. Por lo cual, la pregunta formulada para este planteamiento seria: ¿es posible tomar la opción de importación de crudo para abastecer la demanda? Para la importación, correspondientemente se debe hacer cierto análisis de caracterización del crudo a importar, La caracterización de hidrocarburos es un punto importante dentro de la industria petrolera ya que esto nos da parámetros sobre la composición gravedad API, viscosidad y punto anilina, en base a esto poder evaluar los procedimientos que se tomara en cuenta en la refinación. La hipótesis planteada conlleva lo siguiente: La selección de un crudo por medio de una caracterización, influye más a la decisión de importación. Por entonces, caracterizar los

El petróleo y el gas son desechos fósiles acumulados por durante millones de años, se lo tiene en uso en Mesopotamia desde hace 6000 años, en Egipto era usado para el calafateo de barcazas, las culturas precolombinas hacían uso de este bien para crear artes rupestres y en China ya era utilizado como combustible. Sin embargo, la verdadera explotación de este bien se da en el siglo 19 observando que, con el gran poder calorífico que conlleva en esencia, permite el uso del petróleo como combustible en principio para barcos, después para mover el parque automotor y para después ser parte vital en la industria, es por lo cual gran parte del progreso de la humanidad asociado al área industrial, se la debe al petróleo. Sin el combustible y la energía que este provee, seria improbable que tengamos un gran organismo industrial para el sustento del progreso humano.

Gualberto Villaroel - Cochabamba o Guillermo Elder Bell - Santa Cruz que abastecen el mercado de combustibles. De estas refinerías, dependen de que el abastecimiento al mercado interno como externo, no sea interrumpido ni sea intermitente ante situaciones adversas o casuales.

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INTRODUCCIÓN

petrĂłleos de Argentina y PerĂş, brindaran datos tĂŠcnicos para ver que crudo es conveniente para la importaciĂłn. ESTADO DEL ARTE La situaciĂłn del mercado de combustibles se ha ido incrementando con el paso del tiempo, esto debido a la densificaciĂłn poblacional de las ciudades y paralelamente al crecimiento de las industrias de sus regiones, por lo cual la demanda es notoria, el diesel oĂl es requerido tanto para el desarrollo de las empresas como sus emprendimientos y la gasolina para el parque automotor que en los Ăşltimos aĂąos mostro crecimiento. â&#x20AC;&#x153;La importaciĂłn de combustibles y lubricantes pasĂł de US$ 525,5 millones, al primer semestre de 2018 a US$ 905,4 millones, en el mismo periodo de este aĂąo. El incremento de estas compras externas se da a un mes de que se cumpla un aĂąo de la producciĂłn de etanol, que buscaba reducir las importaciones de gasolinaâ&#x20AC;? (Estremadoiro, 2019). El ministro dio a conocer y explicĂł que â&#x20AC;&#x153;El incremento se debe a dos factores importantes, el primero es el aumento progresivo de la internaciĂłn de vehĂculos al paĂs y la baja nominaciĂłn de gas natural que hace actualmente Brasil, el cual, al tener menos nominaciĂłn, hay menos producciĂłn de gas, hay menos producciĂłn de lĂquidosâ&#x20AC;? (Sanchez, 2019).

PĂĄgina

Para el aĂąo 2009, debido a que las refinerĂas del paĂs no cubrĂan del todo el abastecimiento que demandaba la poblaciĂłn, se propuso la importaciĂłn de combustibles dando como ejemplo gasolina y diesel, con una contrataciĂłn de un periodo de tiempo de 7 aĂąos. En lo que se hace realidad la industrializaciĂłn en territorio boliviano para este hecho se gastĂł 2584 millones de dĂłlares. (Mendoza, 2009). El 2018 se detectĂł una caĂda de producciĂłn de combustibles, y la demanda de lĂquidos por parte del parque automotor ascendiĂł considerablemente, y precisamente por ello, se vio la necesidad de importar combustibles, entre los paĂses de importaciĂłn u origen de dichos combustibles estĂĄn Argentina: con una inversiĂłn de 217,1 millones de dĂłlares; Chile con una inversiĂłn de 144,1 millones de dĂłlares y Singapur con 90.1 millones de dĂłlares, paĂses que fueron figurantes en ese aĂąo. (Villca, 2018).

De igual forma, en septiembre del presente aĂąo (Reporte Energia, 2019) el ex ministro de hidrocarburos Ă lvaro RĂos, recomendĂł realizar la recuperaciĂłn mejorada de gasolina y dieses en campos de las refinerĂas con el fin de disminuir la importaciĂłn de diesel, dando lugar esto a la refinaciĂłn de nuestro crudo generando un gasto menos del Estado. Es por ello que podemos rescatar las siguientes palabras del ex ministro Ă lvaro RĂos: Â¨Bolivia todavĂa depende de los hidrocarburos nuestra bonanza econĂłmica ha estado vinculada a las exportaciones de gas que han estado cayendo, y las importaciones de petrĂłleo y derivados, gasolina y diesel que estaban subiendo, estamos a 43 mil barriles por dĂa a hoy de importaciones y subirĂĄ mĂĄsÂ¨ y es debido a esto que se podrĂĄ recuperar entre 6 mil a 7 mil barriles. (Reporte Energia, 2019). Recientemente el ministro de hidrocarburos VĂctor Hugo Zamora menciono que se podrĂa importar crudo para que las refinerĂas bolivianas produzcan su propia gasolina y diesel dando lugar a la reducciĂłn de la subvenciĂłn claro que esto no afectarĂĄ el costo del mercado interno y a su vez reactivarĂa las refinerĂas que operan por debajo de su capacidad. (Mamani, 2019) Para nuestro anĂĄlisis de crudos a importar, tenemos en mira a los crudos de PerĂş y Argentina, a la vez que comparamos con los datos de crudo boliviano. BOLIVIA En el anĂĄlisis del crudo Boliviano se observaron las siguientes caracterĂsticas: Tiene una valor de đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; de 12, 23 , đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; â&#x2030;&#x2026; 12; lo cual indica que es un petrĂłleo de base olefinico que nos dice que tendrĂĄ fracciones de parafinas, naftenos y aromĂĄticos pero en menor proporciĂłn especialmente muy poco de naftenos y aromĂĄticos , tambiĂŠn tiene un valor API de 60,49 y un SG de 0,737 y nada mĂĄs que esto es un indicador de que estamos tratando con un petrĂłleo extra ligero. Al momento de realizar el anĂĄlisis de la curva de destilaciĂłn en ASTM D86 Y TBP se observĂł que nuestro punto de equilibrio estĂĄ en el 55 lo cual no esta tan alejado de lo que un punto de equilibrio ideal que es 50. TambiĂŠn se observĂł los siguientes cortes:

ComposiciĂłn de liquido 0 0.15 0.43 0.15 0.075 0.05 0.025 0,13

De estos resultados se puede rescatar que mientras mayor rango de temperatura se tendrĂĄ mayor composiciĂłn.

Light Diesel Heavy Diesel Atm Gas Oil Residue PAIS Bolivia PerĂş Argentina

554 644 698 2192 đ?&#x2018;˛đ?&#x2018;˝đ?&#x2018;¨đ?&#x2018;ˇ 12,23 11,56 11,53

0.11 0.07 0.38 0,38 API 60,49 34,2 35,88

SG 0.737 0.854 0.845

CONCLUSIONES

PERU

La caracterizaciĂłn de hidrocarburos de acuerdo con nuestra investigaciĂłn ha sido un punto de referencia para clasificar la calidad de los petrĂłleos y en base a esto coadyuvar en decidir las posibles caracterĂsticas tĂŠcnicas que tendrĂĄ la planta de refinaciĂłn. En cumplimiento de la Ley de Hidrocarburos 3058, artĂculo 14 (servicio pĂşblico) se planteĂł la alternativa de importaciĂłn de crudo de los paĂses de Argentina y PerĂş debido a que la producciĂłn de petrĂłleo en territorio Boliviano descendiĂł considerablemente y mĂĄs allĂĄ se dio a notar que las reservas estimas no tienen una veracidad confiable, tomando tambiĂŠn como un factor el incremento de demanda de combustibles. Realizamos un anĂĄlisis de acuerdo con los resultados obtenidos de forma analĂtica y con el simulador ASPEN HYSYS resultĂł que el crudo de los paĂses vecinos en estudio es ligero, que por ende optan el nombre de â&#x20AC;&#x153;petrĂłleo convencionalâ&#x20AC;&#x2122;â&#x20AC;&#x2122; se sabe que dicho petrĂłleo es mĂĄs caro que el petrĂłleo pesado y mĂĄs agrio porque necesita menos procesamiento y produce un mayor porcentaje de productos de valor agregado como GASOLINA, DIESEL y GASAVIACION. Por esta razĂłn es recomendable la importaciĂłn de dichos petrĂłleos.

En este caso el anĂĄlisis correspondiente nos arrojĂł datos de đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; de 11.56, đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; â&#x2030;&#x2026; 11 lo cual indica que se trata de un crudo de base NaftĂŠnica, tambiĂŠn se observo que tiene un API DE 34,2 Y un SG DE 0,854 dando esto a conocer que es un crudo ligero. Observando la curva de destilaciĂłn arrojada por la simulaciĂłn se connota que el punto de equilibrio estĂĄ en el rango de 40. TambiĂŠn se observĂł los siguientes cortes:

En relaciĂłn con el proyecto de caracterizaciĂłn, la diferencia entre los petrĂłleos que tenemos en Bolivia con los de Argentina y PerĂş, estos son â&#x20AC;&#x153;mĂĄs ligerosâ&#x20AC;? con respecto a su gravedad API, por lo cual darĂĄn mĂĄs cantidad de derivados. Mayormente estos petrĂłleos se clasifican dentro del rango del factor de Watson calculado de 11 a 12, lo cual implica que el petrĂłleo tiene contenidos de olefinas como de naftas.

ARGENTINA Para el anĂĄlisis del crudo de este paĂs se obtuvo un đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; de 11,53, đ??žđ?&#x2018;&#x2030;đ??´đ?&#x2018;&#x192; â&#x2030;&#x2026; 11 dando esto a conocer que es un crudo de base NaftĂŠnica, tambiĂŠn se observo que tiene un API de 35, 88 y un SG de 0,845 con esto confirmando que se trata nuevamente de un crudo ligero. Observando la curva de destilaciĂłn se ve claramente que el punto de equilibrio estĂĄ en el rango de 40 igualmente esto debiĂł a la propiedades de dicho crudo. TambiĂŠn se observĂł los siguientes cortes: Componente Off Gas Lt St Run Naphtha Kerosene Light Diesel Heavy Diesel Atm Gas Oil Residue

Componente Off Gas Lt St Run Naphtha Kerosene

Rango de temperatura Â°F 50 158 356 464 554 644 698 2192

Rango de temperatura Â°F 50 158 356 464

ComposiciĂłn de liquido 0 0.24 0.15 0.13 0.13 0.8 0.8 0,26

ComposiciĂłn de liquido 0 0.22 0.12 0.11

Se noto que las brechas o solapamientos en las curvas de destilaciĂłn de argentina son menos marcados a diferencia de la curva de destilaciĂłn de crudo peruana. La diferencia de productos analizado en el ASPEN HYSYS es notoria entre los

Off Gas Lt St Run Naphtha Kerosene Light Diesel Heavy Diesel Atm Gas Oil Residue

Rango de Temperatura Â°F 50 158 356 464 554 644 698 2192

PĂĄgina

Componente

crudos de Argentina y Perú, obteniendo más nafta de los petróleos Argentinos que de los petróleos Peruanos. De acuerdo con los datos obtenidos en este trabajo, se vio una gran posibilidad de importar petróleo de estos dichos países, debido a que estos son más ricos en obtención de derivados para el mercado interno y claro que más allá del descenso de producción en nuestro país, se vio que en estos países, puesto a que se trata de crudos pesados, constituye una fuente primordial y básica de energía. Por lo cual, se observó que debido a la densidad API que poseen estos crudos se verá la necesidad de implementar nuevas unidades de refinación.

Página

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ALVARO MENDOZA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Perseverante, positivo, ocurrente, serio, astuto, Google Andante. La necesidad es la madre del ingenio. Madurar es cuidar lo que dices, respetar lo que escuchas y meditar lo que callas”. DANIELA MITA, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Agradecida siempre con mi familia y Dios, tengo un gran afán con los gatos soy muy alegre porque creo que a pesar de la circunstancia todo se debe afrontar con una sonrisa”. NESTOR CHAMBI, Estudiante de la Carrera de Ingeniería Petrolera de la Universidad Mayor de San Andrés. “Me considero deportista destacado”.

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