Ing. Rodolfo del Rosal Díaz

Ing. Rodolfo del Rosal Díaz 1

UBICACIÓN DE LA REFINACIÓN EN LA INDUSTRIA PETROLERA ESTRUCTURA DE UNA REFINERÍA REFINERÍAS EN MÉXICO POSIBLES PROYECTOS OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL CONTENIDO 2

La refinación depende de la calidad del crudo que procesa Propileno Naftas Upstream PETRÓLEO CRUDO Y GAS ASOCIADO Exploración y Producción Gas No Asociado Gas Seco Gas Húmedo Gas Natural Petróleo crudo Procesamiento de Gas Gas LP A PGPB Refinería Petróleo crudo a exportación Gas Seco Gas LP Azufre Gasolina Natural Metano Etano Petroquímica Gasolinas Turbosina / kerosina Diesel Gasóleo Combustóleo Asfalto Coque Otros Derivados del metano Amoniaco CO 2 Metanol Derivados del etano Etileno Dicloroetano Polietileno de A y B Cloruro de vinilo Propileno y derivados Acrilonitrilo Polipropileno Aromáticos y Derivados Benceno Estireno Etilbenceno Tolueno Xilenos (orto, meta, para) UBICACIÓN DE UNA REFINERÍA EN LA INDUSTRIA PETROLERA 3

Más de 20 plantas de proceso más toda la integración GASOLINA NATURAL La refinación es un proceso complejo que requiere alrededor de 20 plantas de procesamiento, inter-relacionadas entre sí; Azufre además de sus plantas de proceso, requiere LPG una Butanos Kerosina infraestructura de soporte para sus operaciones PRODUCTOS de almacenamiento, de transporte y distribución de petrolíferos y finalmente una logística Diesel Lubricantes operativa que permita manejar en forma armónica todo el proceso. GAS NATURAL GAS DE REFINERÍA (1) BIOCOMBUSTIBLES ENERGÍA ELÉCTRICA (2) VAPOR (2) COMBUSTÓLEO (1) HIDRÓGENO (2) PETRÓLEO CRUDO SOSA CÁUSTICA CATALIZADORES Y ADITIVOS AGUA METANOL HF/ SO 4 AMINAS (1) Generación interna (2) Suministro y/o generación interna EMISIONES AL AMBIENTE Gas de Refinería Propano-Propileno Pool de Gasolina Turbosina Coque Gas de Síntesis Asfalto Combustóleo ESTRUCTURA DE UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO 5

Las plantas se pueden agrupar en 7 procesos funcionales PROCESOS FUNCIONALES DE REFINACIÓN ENTRADAS TRATAMIENTO FRONTAL DE CRUDO SEPARACIÓN Y RECUPERACIÓN DE HIDROCARBUROS Materias primas e insumos de la refinería Adecuación del crudo requerida antes de la refinación Destilación, extracción, fraccionamiento y absorción para separar los petrolíferos principales SÍNTESIS DE PRODUCTOS REARREGLO MOLECULAR Combinación o separación química de dos o más moléculas para obtener productos de mayor valor Isomerización, deshidrociclización, aromatización y desintegración, para mejorar características de productos CONVERSIÓN DE RESIDUALES REMOCIÓN DE IMPUREZAS Desintegración (cracking) catalítica o térmica, con o sin, severa o moderada, para obtener más productos Endulzamiento, hidrotratamiento, absorción y separación, para eliminar contaminantes ESPECIALIDADES PRODUCTOS/ SALIDAS Productos que no están presentes en todas las refinerías, como asfalto y lubricantes Productos al exterior y de autoconsumo, emisiones y efluentes resultados del proceso de transformación ESTRUCTURA DE UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO 6

Existen varias posibilidades de interconexión FUNCIONES ENTRADAS TRATAMIENTO FRONTAL DE CRUDO SEPARACIÓN Y RECUPERACIÓN DE HIDROCARBUROS CONVERSIÓN DE RESIDUALES. REMOCIÓN DE IMPUREZAS. SÍNTESIS DE PRODUCTOS. REARREGLO MOLECULAR. ESPECIALI- DADES PRODUCTOS/ SALIDAS GASOLINA NATURAL GAS NATURAL PETRÓLEO CRUDO GAS DE REFINERÍA (1) ENERGÍA ELÉCTRICA (1) VAPOR (2) COMBUSTÓLEO (1) HIDRÓGENO (2) METANOL HF/ SO 4 CRUDO Desalado Rec. de Vapores no Saturados Destilación Atmosférica Gas Amargo Rec. de Vapores Saturados Residuo Atmosférico Membranas de Rec. De Gas y Nafta Gas Amargo Destilación al Alto Vacío Fraccionamiento de C 3 C 4 Gas Ácido Gasóleos de Vacío Gasolina Ligera Naftas Kerosina/Turbosina Diesel/Gasóleo Desintegración Catalítica (FCC) Hidro- Desintegración Endulzamiento Recuperación de Azufre Eliminación de Mercaptanos Aceite cíclico ligero C 3 s C 4 s Hidrotratamiento Hidrotratamiento Gasolina FCC Polimerización Catalítica C 4 -C 4 = Alquilación C 5 s-c 4 s Nafta Isoamilenos TAME MTBE Refinado Isomerización de C 5 s-c 6 s Isómero de C 4 Reformación de Naftas Isomerización de C 4 Metanol Gas de Refinería Propano-Propileno a pool de Gasolina Azufre LPG Butanos a pool de Gasolina Kerosina/Turbosina a pool de Gasolina Diesel a pool de Gasolina a pool de Gasolina a pool de Gasolina a pool de Gasolina AMINAS SOSA CÁUSTICA Residuo de vacío Reducción de Viscosidad Planta de Lubricantes Lubricantes Turbosina CATALIZADORES Y ADITIVOS Coquización Coque AGUA BIOCOMBUSTIBLES Hidro-conversión Gasóleo/Diesel Planta de Asfalto Asfalto Combustóleo (1) Generación Interna (2)Suministro y/o Generación Interna Disposición ecológica de catalizadores y materiales gastados Emisiones al Ambiente Emisiones Gaseosas Desechos Sólidos Líquidos/Aguas de Desecho PROCESOS DE REFINACIÓN Recuperación de Agua para Reuso 7

Las refinerías están en promedio operando al 40% de su capacidad PEMEX busca satisfacer el mercado mexicano con la producción de seis refinerías, con una capacidad acumulada de procesamiento de 1.7 millones de barriles de crudo al día (63.8 % de crudo ligero tipo Istmo y 36.2% de crudo pesado tipo Maya). Hoy en día produce alrededor del 25% de la demanda de gasolina. Salamanca 245 MBPD Centro y Poniente Lubricantes Tula 315 MBPD Zona Metropolitana del Valle de México Cadereyta 275 MBPD Norte del País Cd. Madero 190 MBPD Centro y Golfo Salina Cruz 330 MBPD Litoral del Pacífico Minatitlán 350 MBPD Sur y Península de Yucatán REFINERÍAS EN MÉXICO Las refinerías del SNR son de gran dimensión y complejas, al compararlas con la media mundial. Desde 1978 no se ha construido una nueva refinería. Tres refinerías están reconfiguradas, su complejidad les permite procesar crudos pesados y obtener mejores rendimientos de destilados (Cadereyta, Madero y Minatitlán). La reconfiguración de Minatitlán concluyó a inicios de 2012, 8 años después de la fecha esperada 9

Requieren mejorar su configuración Refinerías Salamanca, Tula, Salina Cruz Crudo Gas a Endulz. COMBINADA Gasolinas Turbosinas Querosinas Diesel Gasóleo Residuo de vacío Gases Amargos LUBRICANTES Gas a Endulz. HDS NAFTAS HDS TURBO/ HDS DIESEL Gas a Endulz. QUERO Lubricantes Pentanos y Hexanos Gas a Endulz. Salamanca Nafta pesada Nafta a HDS Nafta Turbosina Nafta a HDS Nafta Diesel ENDULZADORA DE GAS AMARGO H-OIL ISOMERIZADORA C 5 /C 6 REFORMADORA Gasóleos a FCC Gas Dulce Gas Ácido FCC Nafta a HDS Nafta Gas a Endulz. Diesel a HDS Diesel GOP a FCC Salamanca y Tula isómero Reformado LPG PTA. Propano C 4 /C 4 Gasolina Catalítica A Combustóleo Gas Natural Gas Combustible AZUFRE MTBE TAME ISOMERIZADORA nbutanos Azufre MTBE C 4 /C 4 Tula y Salina Cruz Tula REDUCTORA VISCOSIDAD Gasóleo y Residuo a Combustóleo Tula y Salina Cruz ALQUILACIÓN Alquilado ESTRUCTURA SIN COQUIZADORA 10

Requieren mejorar su operación Refinerías Madero, Cadereyta, Minatitlán Crudo Gases Amargos Gas a Endulz. Gasolinas COMBINADA Gas a Endulz. Turbosinas Querosinas Diesel Gasóleo Residuo de vacío HDS NAFTAS C 4 a MTBE COQUIZADORA Diluentes Gas a Endulz. Combustóleo Madero Coque FRACCIONADORA HDS TURBO/ QUERO HDS DIESEL Gasóleo pesado Nafta ENDULZADORA DE GAS AMARGO Gas a Endulz. Pentanos y Hexanos Nafta pesada Nafta a HDS Nafta Turbosina Nafta a HDS Nafta Diesel Gas a Endulz. HDS GASÓLEOS Gas Dulce Gas Ácido Gas a Endulz. HDS NAFTAS DE COQUER PTA. ISOMERIZADORA C 5 /C 6 Gasóleos a FCC REFORMADORA A HDS Nafta Diesel FCC Gas a Endulz. Nafta a Isomerización Nafta a Reformación Gas Natural Gas Combustible Reformado LPG isómero Propano C 4 /C 4 A Combustóleo AZUFRE Gasolina Catalítica Cadereyta y Madero ESTRUCTURA CON COQUIZADORA Azufre MTBE TAME Madero ISOMERIZADORA nbutanos ALQUILACIÓN Cadereyta y Madero TAME MTBE Alquilado C 4 /C 4 11

Hay oportunidades en proyectos de modernización de refinerías, así como en proyectos de nuevas refinerías Se requieren hacer modificaciones en las 6 refinerías del SNR para mejorar el volumen y calidad de producción de combustibles, las más obvias son terminar el proyecto de reconversión residuales en Tula y hacer algo equivalente en Salamanca, independientemente de los proyectos en curso de reducción de azufre en gasolina y diesel Modificar la refinería de Salina Cruz para que también maneje un esquema de coquización Para satisfacer la demanda total de gasolina para la tercera década de este siglo, se requiere una producción adicional de 496 MBPD de gasolina en dos o más refinerías Las nuevas refinerías deben hacerse con el esquema de coquización En cualquier caso, es necesario garantizar un proceso de mantenimiento preventivo de todas las plantas POSIBLES PROYECTOS 13

Gases Amargos de Coquizadora y FCC LPG Amargo de HDS de Nafta y Reormadora Gases Amargos de HDS s y Combinada TRATADORA Y RECUPERDORADORA DE GASES TRG Una nueva refinería con coquizadora maneja 19 plantas de proceso ENDULZADORA DE GAS AMARGO Propano y Butanos Nafta Gas Ácido Gas Combustible AZUFRE 3 trenes 1920 T/D ESTRUCTURA DE UNA NUEVA REFINERÍA Azufre Crudo Nafta de HDS s, Coquer y TRG Gas Amargo a Endulz. COMBINADA 250 MBPD Residuo de vacío Nafta Primaria Turbosinas Querosinas Diesel Gasóleos C 3 s a FCC COQUIZADORA 1 PLANTA 90 MBD HDS NAFTAS 2 plantas 66 MBPD Gas a Endulz. HDS DIESEL UBA 2 plantas 122 MBPD Coque GOP Pentanos y Hexanos Gas a Endulz. Gas Amargo Nafta pesada Nafta a HDS Nafta Turbosina Diesel C 4 Nafta a HDS HDS GASÓLEOS 94 MBPD ISOMERIZADORA C 5 /C 6 22 MBPD REFORMADORA 42 MBPD Gasóleos a FCC A HDS Nafta FCC 84 MBPD Diesel a HDS Gas a Endulz. isómero Reformado LPG Propano C 4 /C 4 Propileno Gas Natural Gasolina Catalítica ACL a Combustóleo Butanos de TRG ISOMERIZADORA nbutanos 5 MBPD n-butano ALQUILACIÓN 15.1 MBPD Pta. H2 2 trenes 216 MMPCSD H2 Alquilado POSIBLES PROYECTOS 14

Una nueva refinería con coquizadora requiere una inversión cercana a las 12,000 MMUS$ Nueva Refinería ISBL, OSBL, Integración e Infraestructura Externa Costo Total Estimado 11,516 MMUSD Plantas de proceso 5,341 Servicios auxiliares 1,020 Plantas de tratamiento 288 Líneas para integración y Desfogues 1,025 Almacenamiento y movimiento de productos 673 Infraestructura: edificios y urbanización 1,208 SUBTOTAL 9,555 Cogeneración 203 Ductos externos 1,223 TOTAL 10,981 Administración 535 TOTAL + ADMINISTRACION 11,516 POSIBLES PROYECTOS 15

Cimentaciones, análisis de esfuerzos, soportes de tuberías, mecánica de suelos y varios más Existen cientos de equipos en una refinería que requieren de cimentaciones sujetas a cargas dinámicas Hay kilómetros de tuberías que interconectan equipos de proceso, plantas e instalaciones de servicios auxiliares y almacenamiento, las cuáles conducen fluidos con altas presiones y altas temperaturas Algunas de estas tuberías requieren estudios de análisis de esfuerzos para determinar conexiones y soportes especiales de alta complejidad Es necesario definir la ubicación y trayectoria de las tuberías para que no haya choques o interferencias entre ellas o con equipos, así como realizar el diseño de los racks sobre los cuales se van a instalar las tuberías Es indispensable conocer las características del suelo para verificar su resistencia y comportamiento, con el fin de identificar el tipo de cimentación (pilotes, pilas o zapatas OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL 17

Ejemplo de la información de las plantas de proceso que detona la ingeniería de detalle del proyecto TORRE FRACCIONADORA A.E. ACUMULADOR DE GASOLINA Y REFLUJO SISTEMA DE VACÍO CALENTADORES DE CRUDO DESALADO AGOTADORES NAFTA LIGERA A ESTABILIZADORA NAFTA PESADA A ALMACENAMIENTO GASÓLEO LIGERO "V" A ALMACENAMIENTO A.E. TORRE FRACCIONADORA DE VACÍO A.E. A.E. CALENTADOR DE CRUDO REDUCIDO TANQUE DE GASÓLEO PESADO A.E. A.E. A.E. A.E. VAPOR A.C. A.E. A.E. A.E. A.E. CAJA ENFRIADORA DESTILACIÓN COMBINADA DE CRUDO GASÓLEO PESADO "V" A ALMACENAMIENTO RESIDUO V A RESIDUO PRIMARIO COMBUSTÓLEO A ALMACENAMIENTO QUEROSINA A ALMACENAMIENTO CRUDO DE CARGA DE LÍMITES DE BATERÍA GASÓLEO PESADO PRIMARIO A ALMACENAMIENTO GASÓLEO LIGERO PRIMARIO A ALMACENAMIENTO OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL 18

Algunos ejemplos de representación de los equipos Compresores Bombas Intercambiadores de Calor, Condensadores Calderas Columnas Tratadoras, Absorbedoras, Destiladoras Calentadores a Fuego Directo, Hornos Reactores Incineradores Recipientes, Separadores, Cámaras de Reacción Tanques NOMENCLATURA DE EQUIPOS OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL 19

Estimado de cuantos equipos mayores tienen las plantas de proceso de una refinería EQUIPOS TOTAL Compresores 20 Bombas 80 Torres, Columnas, Tratadoras, Absorbedoras y Destiladoras 50 Reactores 25 Recipientes, Separadores, Cámaras de Reacción y Tanques 50 Intercambiadores de Calor y Condensadores 120 Incineradores y Calderas 5 Calentadores a Fuego Directo y Hornos 20 370 Todos estos equipos requieren diseño de la estructura de soporte, cimentaciones, estudios de resistencia de materiales, anclajes, materiales y otras pruebas OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL 20

La industria de refinación es un buen negocio, pero lo es aún más el resto de la cadena productiva CREACIÓN DE EMPLEOS, DESARROLLO ECONÓMICO Y RIQUEZA PETRÓLEO Y GAS NATURAL PROCESAMIENTO DE GAS Y REFINACIÓN DEL PETRÓLEO INDUSTRIA PETROQUÍMICA INDUSTRIA DE MANUFACTURA PRODUCTOS FINALES: PLASTICOS FERTILIZANTES AUTOMOVILES TELAS PINTURAS ELASTÓMEROS MEDICINAS MATERIALES ADITIVOS PESTICIDAS RESINAS SOLVENTES JABONES DETERGENTES La industria de refinación y de procesamiento petroquímico del petróleo es un buen negocio. El valor agregado de los productos se incrementa en forma importante a lo largo de la cadena productiva. Esta sinergia es aún mejor si toda la producción de petróleo se canaliza hacia la industria petroquímica y de manufactura LA NUEVA REFINERÍA SÍ SE VA A HACER, APROVECHÉMOSLA 21

FIN DE LA PRESENTACIÓN 22

Detalle del estimado de cuantos equipos mayores tienen las plantas de proceso de una refinería Planta EQUIPOS Destilación Combinada HDS de Naftas HDS Turbo/ Quero HDS de Diesel HDS de Gasóleos Reformadora Isomerización de C5 s y C6's FCC MTBE TAME Alquilación Coquización Hidrógeno Azufre TOTAL Compresores 2 2 3 3 2 1 1 1 1 16 Bombas 14 6 3 3 6 5 4 6 7 6 4 6 4 4 78 Torres, Columnas, Tratadoras, Absorbedoras y Destiladoras 6 2 2 3 4 2 2 4 2 5 3 6 3 2 46 Reactores 1 1 1 3 5 2 1 2 3 1 2 3 25 Recipientes, Separadores, Cámaras de Reacción y Tanques 3 3 3 4 4 2 6 4 2 4 3 6 2 5 51 Intercambiadores de Calor y Condensadores 28 5 4 8 5 5 8 7 5 16 2 6 10 4 113 Calderas 1 1 Calentadores a Fuego Directo y Hornos 2 3 2 2 2 5 1 1 1 1 20 Incineradores 1 1 TOTAL 53 22 17 24 27 26 24 23 18 34 13 26 23 21 351 OPORTUNIDADES PARA LA INGENIERÍA CIVIL 23

Detalle de las refinerías sin coquizadora Refinería Salamanca Tula Salina Cruz Esquema Planta Plantas Sin Coquizadora Capacidad Total MBPD Plantas Capacidad Total MBPD Plantas Capacidad Total MBPD Destilación Combinada 4 245 2 315 2 330 HDS de Naftas 2 53.5 2 73 2 65 HDS Turbo/Quero 1 14 HDS de Diesel 2 39 5 125 4 100 HDS de Gasóleos 1 21.5 Reformadoras 2 39.3 2 65 2 50 Isomerización de C5 s y 10.6 1 13.5 1 1 15 C6's FCC 1 45.5 2 80 2 80 MTBE, MT/A 1 80 1 90 1 60 TAME, MT/A 1 90 1 50 Isomerización de C4 s 1 2.5 Alquilación 1 3.4 1 7.7 1 14.1 Reductora de Viscosidad 1 41 1 41 Lubricantes 1 15 H-Oil 1 18.5 1 50 Hidrógeno, MMPCD 1 10 2 82 1 52 Azufre, T/D 2 240 5 1,000 3 240 ESTRUCTURA SIN COQUIZADORA 24

Detalle de las refinerías con coquizadora Refinería Cadereyta Madero Minatitlán Esquema Planta Plantas Con Coquizadora Capacidad Total MBPD Plantas Capacidad Total MBPD Plantas Capacidad Total MBPD 3 195 2 275 Destilación Combinada 2 203 HDS de Naftas 2 61.5 1 40 2 46 HDS Turbo/Quero 2 50 1 15 2 29 HDS de Diesel 1 35 1 25 1 25 HDS de Gasóleos 1 40 1 49.7 1 50 1 12 HDS de Naftas de Coquer 1 7.4 Reformadoras 2 46 2 30 3 48 Isomerización de C5 s y 1 10.5 1 12 C6's 1 15 FCC 2 90 2 60.5 2 69.5 MTBE, MT/A 2 110 2 200 TAME, MT/A 2 200 Isomerización de C4 s 2 12.9 1 2.6 2 26.8 Alquilación 2 10.8 1 9.3 2 10.8 Coquización 1 50 1 50 1 55.8 Hidrógeno, MMPCD 1 60 1 42 1 48 Azufre, T/D 6 600 3 710 2 680 ESTRUCTURA CON COQUIZADORA 25

No se han liberado las inversiones necesarias para cumplir los objetivos Esquema Refinería Modificaciones Capacidad de planta Salamanca 1 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 25 MBPD Salina Cruz 2 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 50 MBPD Sin 2 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 60 MBPD Coquizadora 1 HOIL se convierte en HDS de Gasóleos 60 MBPD Tula 1 Planta de Hidrógeno 42 MMPCSD 1 Planta de Azufre 80 T/D 2 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 40 MBPD Madero 2 HDS ULSD 50 MBPD 1 Planta de Hidrógeno 42 MMPSCD 1 Azufre 150 T/D Con Coquizadora Cadereyta Minatitlán 1 HDS ULSD 40 MBPD 1 Planta de Hidrógeno 42 MMPCSD 2 Planta de Azufre 240 T/D 2 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 62.5 MBPD 1 HDS ULSD 34 MBPD 2 Nueva Tratadora de Gasolina catalítica 45 MBPD * Varias hidrodesulfuradoras y FCC s sólo se modernizarán, pero no cambia su capacidad Resumen modificaciones 26

(miles de barriles diarios) Minatitlán más los proyectos de conversión de residuales en Salamanca y Tula reducirían las importaciones de gasolinas 1,050 950 850 750 650 550 450 350 Demanda 502 423 Información Real sin Reforma Energética OFERTA Y DEMANDA DE GASOLINA Con 500 MBPD adicionales de capacidad de refinación, se lograría autosuficiencia en gasolina en 2018 3.9% 531 1.4% 423 718 816 489 3.9% Oferta Información Proyectada sin Reforma Energética 26.1% 1070 550 2.2% Salamanca 24 Minatitlán: 61 Incluye 5 mbd de otras corrientes 1995 2000 2006 2009 2012 2015 828 2017 Nuevas Refinerías 242 Nueva Refinería Tula 167 Macroproyecto Salamanca 87 El valor de las importaciones de gasolina asciende ya a más de 1,000 millones de dólares por mes 27

(miles de barriles diarios) Hay que ver que pasará con la reconversión de Tula y si existirá inversión privada en nuevas refinerías 1,450 OFERTA Y DEMANDA DE GASOLINA 1371 1,350 1,250 1350 1250 Información Real con Reforma Energética 1244 1,150 1150 5.0% 1074 1,050 950 850 750 1050 950 850 750 Demanda 670 6.0% 800 2.5% 884 Información Proyectada con Reforma Energética 650 550 450 350 650 550 450 350 489 475 1.4% 550 1.7% Oferta -6.0% 7.6% 2005 2008 2012 2016 2019 325 550 2021 Las importaciones de gasolina son ya casi el 70% de la demanda 28