Coque de petróleo, nueva alternativa de combustible

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Coque de petróleo, nueva alternativa de combustible

Por: Marta Bernal González
@bernalisima

Los altos niveles de producción de petróleo crudo y los atractivos precios internacionales hacen que el coque de petróleo sea una excelente oportunidad para que Colombia llegue con nuevos productos a los mercados internacionales.

En efecto, en abril de 2016, con un embarque de más de 50.000 toneladas, el país comenzó la exportación de este derivado del petróleo, producido en la unidad de coquización retardada de la Refinería de Cartagena. Según estima Ecopetrol, la producción mensual será de 75.000 toneladas y estará destinado, en primera instancia, a mercados internacionales.

La planta de coquización retardada de la Refinería de Cartagena entró en funcionamiento en febrero de 2016. El propósito es aumentar la utilización de cada barril de petróleo del 75 al 97%, incluyendo los residuos que terminan en coque.

El área que ocupa es de 4,5 hectáreas, con una altura equivalente a 35 pisos y una capacidad instalada de 165.000 barriles en promedio por día. Además del coque se producirá gas combustible, gas licuado de petróleo, nafta y gasóleos que terminarán convertidos en combustibles como gasolina y diésel.

Estos desarrollos en las instalaciones de la Refinería de Cartagena han sido acompañadas por la ampliación del puerto de Mamonal, con el fin de manejar el cargue de minerales y especialmente el coque de petróleo, para cubrir las exigencias de este nuevo negocio colombiano.

Aunque el coque de petróleo se produce en más de 140 refinerías en el mundo, en América Latina y el Caribe solo se había desarrollado en Venezuela, México y Chile.

El mayor productor de coque de petróleo en el mundo es Estados Unidos. Su primera planta de procesamiento fue construida en los años 30 y sus cifras más recientes, según la Administración de Información de Energía de Estados Unidos, ascienden a 16.985 barriles exportados en enero de 2016.

FONDO DEL BARRIL

El coque del petróleo resulta de los procesos de refinación del petróleo crudo, en el sector lo llaman el “fondo del barril”. Cuando se extraen todos los líquidos queda el producto sólido, el cual está compuesto por un 85% de carbón, 10% de volátiles y 5% de azufre, y luce como una roca de carbón.

El coque crudo o verde, resultado directo de la planta de coquización y sin procesar, tiene mayor contenido de volátiles. Este coque puede ser pulverizado para facilitar su uso como combustible.

También puede ser transformado, mediante diversos procedimientos, en variados tipos de coque para ser empleados con múltiples propósitos. La calidad del producto final, adicional a la condición del coque verde, depende de la velocidad de producción, temperatura del horno, tiempo de residencia y el proceso de enfriamiento.
Uno de los tipos de coque es el ‘calcinado’, que resulta cuando el producto verde se somete al proceso de calcinación, lo que reduce su contenido de volátiles –estos elementos son aprovechados en la generación de vapor de agua–. Se utiliza básicamente en termoeléctricas y cementeras. También se usa en la fabricación de ánodos en la industria del aluminio, titanio, y la producción de materiales plásticos y de aceros.

Otra variedad es el coque grado de combustible, también llamado ‘catalizador’. Este producto es el más impuro, pues tiene un alto contenido de metales y azufre. Y aunque sea una buena opción generadora de energía, a nivel ecológico plantea serios inconvenientes. Generalmente es utilizado en la industria cerámica, cementera y eléctrica.

Cuando tiene bajo contenido de metales y azufre resulta el coque grado ánodo, que se usa en la fabricación de pilas y electrodos. También es utilizado en la producción de cemento y para la generación de vapor y energía.

Por su parte, el coque de aguja o coque acicular es cristalino y se usa en la elaboración de electrodos de acero y aluminio.

El tipo de coque que tiene mayor valor añadido es el de aguja, ya que requiere la selección especial de variables en su producción, y el de menor valor es el combustible, debido a que no se somete a proceso de calcinación. Este es el que presenta mayor producción a nivel mundial.

PROCESO

Aunque se podría utilizar el proceso de coquización continua, en la Refinería de Cartagena se realiza el de coquización retardada, que consiste en la separación del petróleo a través un proceso químico, generando así compuestos más simples.
Todo comienza cuando se somete el crudo a procesos de separación mediante altas temperaturas. Los materiales más pesados pasan a la unidad de coque, en donde se calientan y los gases liberados se distribuyen en cuatro tambores. En dos de esos tambores queda adherido finalmente este material, el cual es cortado por un sistema de agua a alta presión y termina en unas piscinas de drenaje y enfriamiento, donde dura menos de 20 horas. Luego de esto Refinería de Cartagena se transporta a un molino de trituración y se le reduce el tamaño.

De allí es transportado por una banda, confinada y humectada. Luego se carga en camiones herméticos con capacidad para 30 toneladas y se procede a su comercialización. En este punto, la empresa Komsa lo retira de las instalaciones de la refinería y lo traslada al puerto de Mamonal para su exportación.

Pero es justo en este último aspecto en el que han surgido discrepancias. Para los miembros de la Comisión Quinta del Senado, el transporte de este material en camiones y su almacenamiento a cielo abierto violan algunas de las normas ambientales.
Por su parte, la Procuraduría solicitó a la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) estudiar la modificación de la licencia ambiental otorgada a la Refinería de Cartagena en lo relacionado con la construcción de instalaciones en el puerto por las cuales pasará el coque de petróleo, debido a que en el trámite original de la licencia no se tienen en cuenta impactos ambientales que hasta entonces no estaban previstos.

PROPIEDADES

El coque de petróleo puede ser producido mediante tres procesos: el coquizado retardado, el coquizado en lecho fluido y el coquizado en lecho fluido con gasificación. (Ver recuadro).

Las propiedades varían de acuerdo con el proceso que se realice y su calidad depende de su composición química, contaminantes y dureza, lo que se mide por el índice molturabilidad Hardgrove (HGI), con el cual se determina su poder calorífico entre los 14.000 y más de 15.000 BTU por libra.

La norma de calidad NTC 1969 define los términos usados en el muestreo de carbón y coque. Es la adopción, con algunas diferencias, de la norma ASTM D121, Standard Terminology of Coal and Coke.

El coque de petróleo es una excelente fuente de calor, por eso se usa para generar energía en calderas de la industria. Sustituye al gas y al combustóleo en la industria cementera y siderúrgica. También es utilizado como material para la fabricación de piezas en la industria del aluminio.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Sus grandes ventajas son el alto poder calorífico y el precio. Debido al incremento en los precios del gas natural, su uso se convierte en una buena opción en la industria.

La gran desventaja de la conversión del coque de petróleo está presente en la emisión de contaminantes, especialmente por el óxido de nitrógeno, dióxido de azufre, azufre y metales. Por eso la industria tiene el reto de desarrollar métodos y tecnología que permita disminuir los índices de contaminantes.

Según expertos, la inhalación del polvo de coque puede afectar a largo plazo la salud creando problemas en el sistema respiratorio y a nivel dermatológico.
TENDENCIAS

Actualmente, con el hallazgo de petróleos no convencionales y pesados, el aumento en la producción de coque de petróleo es la tendencia. Asimismo, con el fin de atender las necesidades del sector de las termoeléctricas, se recomienda mezclarlo con carbones que contengan bajos niveles de azufre.

Adicional a esto, los expertos en el tema afirman que la tendencia de los refinadores de petróleo se inclina hacia la utilización de procesos de gasificación de sus residuos, con el fin de producir materia prima que pueda ser destinada para diversos propósitos.

Pero lo más importante, antes de pensar en utilizarlo, es realizar un estudio de factibilidad debido a que el transporte y la adecuación de sistemas de quemado, entre otros factores, influyen en los costos. Por lo pronto, aunque sea mínimo el uso a nivel interno del país, el coque ya partió rumbo hacia Asia.

GLOSARIO

Coquización continua: se efectúa un craqueo térmico que utiliza el calor transferido de las partículas de coque calientes recicladas a una carga en un reactor. Los gases y vapores resultantes se enfrían y se fraccionan.

Coquización retardada: en este proceso se separan los hidrocarburos más ligeros y posteriormente se combina con petróleo pesado reciclado. El material pesado se calienta a alta temperatura y baja presión, lo que produce vaporización parcial y un craqueo suave.

Craqueo: proceso químico que fragmenta moléculas para producir compuestos más simples.

By |2018-03-14T10:24:03+00:00marzo 1st, 2018|Informes especiales|0 Comments

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