Coque de Petróleo derivado del crudo pesado de la Faja del Orinoco: Características, especificaciones técnicas y manejo.

MSc. Carlos Carvajal Haddad

Ing. Químico/Director Técnico SEO

El coque de petróleo (PETCOKE) es un subproducto sólido carbonoso derivado del proceso de craqueo de hidrocarburos pesados en refinerías de petróleo. Su composición química se centra principalmente en el carbono, que constituye entre el 85% y el 92% de su masa, y se puede representar con la fórmula general CnH₂n, reflejando su naturaleza hidrocarbonada. Particularmente, el PETCOKE proveniente del crudo pesado de la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO), en Venezuela, presenta características únicas que lo distinguen de otros tipos de coque debido a la composición intrínseca del crudo original. El crudo extrapesado de la FPO es conocido por su alto contenido de azufre, metales pesados (especialmente vanadio y níquel) y un elevado porcentaje de asfáltenos. Estas características se transfieren directamente al PETCOKE producido a partir de este crudo, resultando en un material con características y particularidades que en el laboratorio de Servicios Enviroil (SEOLAB) los especialistas en esta materia nos ocupamos de evaluar sus propiedades físicas y químicas para determinar la calidad del mismo. Los análisis físicos incluyen la determinación de la densidad, tamaño de partícula o granulometría, y contenido de humedad; mientras que los análisis químicos evalúan la composición elemental (carbono, hidrógeno, azufre, nitrógeno, oxígeno, etc.), contenido de cenizas, materia volátil, vanadio & metales, y propiedades como el poder calorífico. La aplicación y uso, del PETCOKE, es extensa en la fabricación de materiales clave como el acero y el aluminio, y constituye una fuente de combustible significativa. El elevado porcentaje de carbono en su composición incrementa la generación de energía cuando se utiliza como combustible, y su bajo contenido de cenizas contribuye a una combustión más limpia. La clasificación de un coque como "grado combustible" basada en su "muy alto contenido en metales" vincula directamente el perfil de impurezas a las aplicaciones de mayor o menor valor. Dado que el crudo de la Faja del Orinoco es "ácido y con alto contenido de metales pesados", es altamente probable que el PETCOKE derivado de él se clasifique predominantemente como "grado combustible", lo que limita su acceso a mercados más lucrativos como el de los ánodos de grafito.

En Venezuela, la producción de coque de petróleo se concentra principalmente en el Complejo Refinador de Paraguaná (refinerías Cardón y Amuay) Estado Falcón y los Mejoradores de Crudo ubicados en Jose, Estado Anzoátegui. Estos mejoradores están específicamente diseñados para procesar los crudos pesados y extrapesados extraídos de la FPO.  

Venezuela produce actualmente aproximadamente 12.000 toneladas de PETCOKE por día, lo que representa alrededor del 6% de la producción mundial. Se proyecta que este volumen de producción aumente con el crecimiento estimado de la producción de crudo extrapesado de la FPO. El PETCOKE posee un elevado poder calorífico, que generalmente ronda los 7.500 kcal/kg. En el laboratorio de Servicios Enviroil SEOLAB se han encontrado valores con un rango entre 14.000 a más de 15.000 BTU/Lb, por supuesto, con variaciones que dependen del contenido de humedad y también del contenido de cenizas. Esta alta densidad energética lo posiciona como una fuente de combustible potente para industrias con grandes demandas de energía. El coque de petróleo se distingue por un contenido de cenizas muy bajo, típicamente 0.1% o ≤ 0.5%, aunque se han encontrado valores, en el laboratorio SEOLAB, por encima de 0,5 % en base seca, el bajo contenido de cenizas contribuye a una combustión más limpia. El alto poder calorífico posiciona al PETCOKE como un combustible altamente eficiente y rentable. Sus propiedades físicas (duro, quebradizo, denso) también hacen que su "manipulación, almacenamiento y transporte masivo sean muy sencillos". Para el PETCOKE de la FPO se ha determinado, en el laboratorio SEOLAB, un Índice de Moliendabilidad de Hardgrove (HGI) entre 55 y 60, con valores típicos de 57, 58 y 59. La densidad del PETCOKE varía según su tratamiento y estructura, oscilando generalmente entre 1.2 y 2.1 g/cm³. El crudo original de la FPO tiene un contenido de azufre de alrededor 3.5% en peso. Este crudo puede contener entre 100 y 500 ppm de metales, con máximos reportados para níquel y vanadio de hasta 105 mg/kg y 1321 mg/kg, respectivamente, estas características son transferidas al PETCOKE en el proceso de craqueo térmico o catalítico del crudo original, según sea el caso.

Para el manejo del coque de petróleo, se requiere un enfoque integral que abarque la seguridad ocupacional, la salud de las personas y la protección del medio ambiente. La exposición al polvo fino representa un riesgo para el sistema respiratorio, su inhalación por encima de concentraciones permitidas en el aire puede causar irritación de la nariz, garganta o pulmones, provocando cambios en la función pulmonar, tos crónica, bronquitis, rinitis, asma y la presencia de bacterias en los pulmones. El contacto con la piel puede ocasionar eritema, quemaduras, lesiones acneiformes y fotosensibilización. Se debe estar alerta con la aparición de queratosis en zonas no expuestas al sol, los vapores del PETCOKE pueden ser absorbidos por la piel. En el laboratorio de Servicios Enviroil (SEOLAB) los especialistas analizan las propiedades físicas y químicas del coque de petróleo para determinar tanto calidad como su mejor uso industrial, siempre bajo estrictas medidas de seguridad y protección personal.