viernes, 20 de marzo de 2015

Caracterización de los crudos petrolíferos.¿Son todos iguales?


La respuesta es claramente no. El petróleo como materia fósil es una mezcla muy compleja constituida en su totalidad por hidrocarburos y otros compuestos de carbono e hidrógeno los cuales pueden componer cantidades significativas de azufre, nitrógeno y oxígeno, además de otros elementos metálicos. Es por tanto, que en dependencia de cuál sea el origen de esta materia fósil,  tanto su composición como su densidad pueden variar profundamente.

 Es muy cotidiano escuchar  en los medios de comunicación una serie de cotizaciones a determinados tipos de petróleo por lo que, la primera cuestión que nos planteamos es ¿Cuáles son estos petróleos? Y ¿porqué solo estos petróleos cotizan en la economía o condicionan el mercado? 


Figura 1. Explotación de petróleo en el mar del Norte.
En respuesta a la primera pregunta, los principales petróleos de los que hablamos son el petróleo Brent del mar del Norte para las cotizaciones en Europa, el Petróleo West Texas Intermediate (WTI) para las cotizaciones en Estados Unidos, el petróleo Dubai o Arabia Light que sirve de referencias para los cotizaciones de los crudos en Asia y por último, un compendio de 7 petróleos árabes, de cuya media aritmética nace lo que se conoce como Cesta OPEP. 
 
Estos petróleos  cuyas características fisicoquímicas ya se encuentran determinadas, actúan como baremo con el objetivo de caracterizar técnica y económicamente otro tipo de petróleos que se compren en el mercado internacional en función de sus características. Es por tanto, que cuando adquirimos petróleos en el mercado y se comparan con éstos petróleos de referencia, su coste puede estar condicionado en cierta medida por el coste momentáneo en el que se encuentre éste crudo de referencia. 

Las principales características a tener en cuenta para caracterizar los petróleos son:

  • Según su grado de densidad: La mayoría de éstos petróleos de referencia suelen ser los más ligeros en los diferentes continentes de referencia. Los crudos medios y  ligeros son aquellos que presentan las fracciones más demandadas en la producción en combustibles (fracciones de nafta para gasolinas y de gasoil ligero para diesel), sus condiciones de tratamiento en refinería son menos severas que otra tipología de petróleo más pesada y por tanto, son los crudos más cotizados.
  • Según su contenido en azufre: Normalmente se prefieren petróleos con menor cantidad de azufre. Esto se debe fundamentalmente al problema de corrosión y acidificación que presenta este compuesto es los diferentes procesos de refinería (Problemas de envenenamiento en catalizadores, problemas de corrosión en equipos y conductos, etc.)
  • Según su composición química. Esto es importante a tener en cuenta debido a que en función de sus componentes, éstos deberán ser sometidos a determinados tratamientos para conseguir los productos deseados (reformados, craqueos e hidrocraqueos etc.) y  podemos clasificarlos como:
·         Crudos Parafínicos:  >75% en parafinas
·         Crudos nafténicos:  >75%  en naftenos
·         Crudos aromáticos: >75% en compuestos aromáticos.
·         Crudos mixtos: Mezcla de los anteriores crudos.
 
En cuanto a las principales características fisicoquímicas de los crudos más importantes de referencia internacional  son:

Tabla 1. Comparativa de los petróleos de referencia internacional.


PETRÓLEOS DE REFERENCIA INTERNACIONAL
Petróleo de Referencia
Densidad APIº
% en Azufre
Brent (Europa)
38
0,4
WTI (Estados Unidos)
40
0,24
Dubai (Asia)
31
2
Las densidades APIº es una medida de densidad expresada en grados de un densímetro estandarizado por el "American Petroleum Institute" realiza en unas condiciones normalizadas ASTM D287 y 1298 y que es obtenida de correlaciones empíricas junto con un coeficiente definido como densidad relativa 15/15 (d15/15). Generalmente, esta densidad relativa es el coeficiente entre la densidad del crudo en cuestión a 15ºC y un fluido (normalmente agua) también a 15ºC. Si lo referenciamos a ºF, esta densidad relativa pasaria a ser 60/60.

La ecuación de esta densidad APIº queda expresada como:

                                                  API = (141,5/d15/15) - 131,5

Por otro lado, la caracterización de los crudos para determinar el grado de calidad de sus fracciones,  se realiza de acuerdo a las normas estandarizadas ASTM D86 y 1160 ,  y que dan idea de los rendimientos de los productos ligeros que se van a poder obtener de los refinamientos  y fraccionamientos del mismo en la refineria y que hacen posible la comparativa con el petróleo de referencia.

Estos ensayos sencillos ASTM están basados en la volatilidad de la fracción donde se representa el % en volumen de destilado con respecto a la temperatura de destilación. Estas curvas son representaciones sencillas sin fraccionamiento de la muestra ensayada y por ello, son los ensayos más practicos de caracterización.

Sin embargo, los ensayos más útiles y representativos para caracterizar un determinado crudo, son aquellos que se realizan en columnas de destilación discontinuas de 15 platos, trabajando con una relación de reflujo 5/1. Estos ensayos se conocen como TBP.

Normalmente estos ensayos se realizan en dos etapas. Una primera etapa a presión atmosférica hasta alcanzar una temperatura de destilación de 400ºC en el calderín y, una segunda etapa, en la que el residuo no vaporizado en la primera destilación, se destila en una columna a vacío.

Este ensayo tiene la ventaja de evitar un excesivo calentamiento de la muestra que podría craquearse térmicamente falseando los resultados, es decir, aumentando el porcentaje en compuestos ligeros a costa de craquear los más pesados. La representación de estos ensayos es similar a los ensayos ASTM.

Gráfica 1. representación de las curvas ASTM y TBP para determinados crudos
  
Una vez que los crudos quedan caracterizados, es evidente que el WTI es un crudo más ligero que el Brent, seguido del Dubai y por tanto, con mayor volumen en fracciones ligeras, así como menor contenido en azufre. No obstante, los precios de cotización están en constante fluctuación y no solo dependen de sus características fisicoquímicas intrínsecas, sino que dependen de multitud de factores económicos, técnicos y geopolíticos como por ejemplo la oferta y demanda, la evolución de la técnica de "fracking" o la situación y toma de decisiones políticas de determinados países exportadores. 

Es por esta razón que las cotizaciones para el WTI y todos los crudos comercializados en su referencia cotizan a menor precio con respecto al crudo Brent y todos sus referenciados.

Un saludo y hasta pronto!

 

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