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Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 27 (2) 153-163, 2011
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN DE AZUFRE EN PRODUCTOS, EMISIONES DE SO
X
Y LA
RECUPERACIÓN DEL MISMO EN EL SISTEMA NACIONAL DE REFINACIÓN
Fabiola Selene ALCÁNTAR GONZÁLEZ
1
y M. Javier CRUZ GÓMEZ
2
Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México.
Av. Universidad No. 3000 México, D.F. C.P.0415.
1
Teléfono (5255) 5622 5358. Correo electrónico:
faby_sel@yahoo.com.mx
2
Teléfono (5255) 5622 5359. Correo electrónico: mjcg@servidor.unam.mx
(Recibido agosto 2009, aceptado abril 2011)
Palabras clave: azufre, emisiones de SO
X
, gasolina, diesel y balance de materia
RESUMEN
El objetivo principal de este trabajo fue identi±car la distribución de azufre (S) en el
Sistema Nacional de Re±nación (SNR) mediante la realización de un balance de ma-
teria del azufre con los datos proporcionados por la solicitud número 1857600066308
requerido a Pemex Re±nación mediante el Instituto Federal de Acceso a la Información
(IFAI) para determinar el cumplimento de la NOM-148-SEMARNAT-2006 “Contami-
nación atmosférica. Recuperación de azufre proveniente de los procesos de re±nación
de petróleo” y la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005 “Especi±caciones de los
combustibles fósiles para la protección ambiental” y determinar si las emisiones de SO
X
están disminuyendo al introducir los combustibles con bajo contenido de azufre. Este
balance se llevó a cabo en cada una de las re±nerías de México como son: Cadereyta,
Madero, Minatitlán, Salamanca, Salina Cruz y Tula. En el balance se determinó: el
azufre total en crudo y otros insumos (S
T
), azufre en productos (S
P
), azufre a quema-
dores y oxidadores (S
Q
) y azufre recuperado (S
R
); de acuerdo a los lineamientos de la
NOM-148-SEMARNAT-2006. Al realizar el balance, los resultados globales obtenidos
para el SNR durante el 2008 fueron: 1 444 000 toneladas de azufre a la entrada; 386 000
toneladas azufre recuperado mediante el proceso Claus, 980 000 toneladas de azufre en
productos elaborados en el SNR y 78 000 toneladas de azufre enviados a quemadores
y oxidadores térmicos, de los cuales se emitieron 291 586 ton SO
X
/año. De acuerdo al
análisis de recuperación de azufre en las plantas Claus del SNR se obtuvieron en el 2008
los siguientes resultados: solo las re±nerías de Cadereyta, Madero y Tula cumplen con
el 90 % de recuperación de azufre tal como lo indica la NOM-148-SEMARNAT-2006,
debido a la capacidad de las plantas recuperadoras de azufre con la que cuentan. Por lo
tanto para que las demás re±nerías puedan cumplir con la norma anterior, es necesario
aumentar la capacidad de sus plantas recuperadoras de azufre.
Key words: sulphur, SO
X
emissions, gasoline, diesel and material balance
ABSTRACT
The main objective of this study was to identify the distribution of sulphur (S) in the
Mexican Re±nery National System (SNR) by performing a sulphur material balance
with the data provided as an answer to the application number 1857600066308, made
F.S. Alcántar González y M.J. Cruz Gómez
154
to the Instituto Federal de Acceso a la Información (IFAI) which provided monthly data
from each re±nery to determine the compliance to the NOM-148-SEMARNAT-2006
and NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005. It was also determined if the SO
X
´s
emissions to the atmosphere are decreasing as a result of the introduction of low sulphur
gasolines and diesel. The material balance was carried out for each Mexican re±nery:
Cadereyta, Madero, Minatitlan, Salamanca, Salina Cruz and Tula. To perform the bal-
ance, it was determined the total sulphur in crude oil and other inputs (S
T
), sulphur in
products (S
P
), sulphur to burners and thermal oxidizers (S
Q
) and recovered sulphur
(S
R
); based on the NOM-148-SEMARNAT-2006. The overall result for the SNR 2008
year indicates: total amount of sulphur that entered was 1 444 000 tons of sulphur. The
amount of recovered sulphur through the Claus process was 386 000 sulphur tons,
980 000 sulphur tons in products manufactured in the SNR and 78 000 sulphur tons
to burners and thermal oxidizer, which 291 586 Tons SO
x
by year. The analysis of the
Claus sulphur recovery plants from the SNR showed the following results in 2008.
Cadereyta, Madero and Tula re±neries have enough capacity, since they are recover-
ing 90 % of the sulphur as requested by the NOM-148-SEMARNAT-2006. According
to this, the other re±neries need to increase their sulphur plants recovery capacity to
comply the above NOM.
INTRODUCCIÓN
Con respecto al crudo que se ofrece en todo el
mundo se sabe que el contenido promedio de azu-
fre es de 100 a 33 000 ppm (Fredriksson 2000); sin
embargo, las re±nerías de México están construidas
para procesar tres variedades de petróleo crudo con
diferentes cantidades de azufre como son crudo Maya
cuyo contenido es de 3.3 % en peso de azufre, crudo
Istmo con 1.3 % en peso de azufre y crudo Olmeca
con 0.8 % en peso de azufre (PEMEX 2010a).
La principal razón y motivo por el cual se desea re-
cuperar el azufre del crudo procesado es la protección
al ambiente, debido a que el azufre cuando se quema
se transforma en bióxido de azufre (SO
2
) este se libera
a la atmósfera donde tiene efectos tóxicos (Gary 2001)
y de deterioro para el ambiente.
En México, el 15 de abril de 2004, Pemex intro-
dujo al mercado la gasolina Pemex Premium, con
un contenido de azufre de 250 ppm promedio/300
ppm máximo en las zonas metropolitanas del país,
de 92 octanos, la cual reduciría un 40 % las emisio-
nes de contaminantes a la atmósfera y mejoraría el
rendimiento de los automotores. Por otra parte el 11
de enero de 2006 se publicó en el Diario O±cial de
la Federación (DOF) la NOM-086-SEMARNAT-
SENER-SCFI-2005 “Especi±caciones de los com-
bustibles fósiles para la protección ambiental” cuyo
objetivo fue reducir el contenido de azufre de los
combustibles (SEMARNAT 2006).
De acuerdo a esta norma el contenido de azufre
de la gasolina Pemex Premium se redujo de 250 ppm
promedio/300 ppm máximo a 30 ppm promedio/80
ppm máximo a partir de octubre de 2006. Mientras
para la gasolina Pemex Magna se redujo de 300 ppm
promedio/ 500 ppm máxima a Pemex Magna UBA
(Ultra Bajo Azufre) con 30 ppm promedio/ 80 ppm
máximo a partir de octubre de 2006 en las zonas
metropolitanas como son la Zona Metropolitana del
Valle de México (ZMVM), Guadalajara (ZMG) y
Monterrey (ZMM); mientras para el resto del país
se obtendría a partir de enero de 2009 la gasolina
Pemex Magna de 30 ppm promedio/ 80 ppm máximo.
En el diesel se redujo el contenido de 500 ppm
máximo a diesel UBA con 15 ppm a partir de enero de
2007 en la Zona Fronteriza Norte formada por Zona
Noroeste y Pací±co Z4 (Cd. Obregón, Ensenada,
Hermosillo, Magdalena, Mexicali, Nogales, Rosarito
y a la Terminal de Almacenamiento y Distribución
de Ciudad Madero). Mientras que para la ZMVM,
ZMG y ZMM se realizó la reducción de azufre a 15
ppm en el diesel a partir de enero de 2009 y a partir
de septiembre de 2009 en el resto del país (SEMAR-
NAT 2006).
Para que Pemex Re±nación (PREF) cumpliera
con la NOM-086 se consideró el proyecto de Calidad
de Combustibles, éste llevará a cabo las siguientes
modi±caciones en el esquema de procesamiento del
SNR en equipos e instalaciones de plantas (PEMEX,
2010b).
El alcance del proyecto considera para gasolinas
el desarrollo de ingeniería, la procura, construcción,
pruebas y puestas en marcha de plantas desulfuradoras
de gasolina catalítica, unidades regeneradoras y de
amina, puri±cadoras de hidrógeno cuyo propósito es
suministrar este gas al postratamiento de gasolinas
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN Y RECUPERACIÓN DE AZUFRE
155
catalíticas, sistemas complementarios, servicios auxi-
liares y su integración a las refnerías. El proyecto se
dividió en tres paquetes de obra, el primero considera a
las refnerías de Tula y Salamanca, el segundo a Made-
ro y Cadereyta, y el tercero a Minatitlán y Salina Cruz.
Para obtener el diesel con bajo contenido de azu±re
(UBA) se considera la construcción y modernización
tanto de hidrodesul±uradoras como de plantas com-
plementarias (generadoras de hidrógeno, purifcado-
ras de hidrógeno, recuperación de azu±re, tratadoras
de aguas amargas y de regeneración de aminas), así
como unidades de servicios auxiliares nuevas (cal-
deras de vapor y turbogeneradores), ampliaciones
y adecuaciones en unidades de servicios auxiliares,
in±raestructura de almacenamiento, sistemas de mez-
clado e integración. En 2009 concluyó la ingeniería
básica y conceptual de Cadereyta mientras que en las
otras refnerías estaba en ejecución el licenciamiento
de tecnologías (PEMEX 2010b).
Las tres principales vertientes de este proyecto
están integradas por gasolina, diesel y servicios auxi-
liares. Para la gasolina se considera la construcción
de 11 plantas de postratamiento y como servicios
auxiliares se considera la construcción de siete plan-
tas secundarias asociadas al proyecto, entre las que se
encuentran 4 plantas de hidrogenación, 3 plantas de
azu±re así como plantas para la generación de energía
eléctrica (82 W). En el
cuadro I
se muestra los pro-
yectos que se tienen en el SNR para obtener diesel
UBA (SEMARNAT, INE y Pemex Refnación 2006).
Un estudio de evaluación socioeconómica del
proyecto integral de calidad de combustibles rea-
lizado por SEMARNAT, INE y Pemex Refnación,
considera que si bien no se tiene un benefcio eco-
nómico directo para la paraestatal, si se obtienen a
nivel nación benefcios en la salud pública y en la
calidad del aire. En términos de salud pública, la
introducción de combustibles de bajo contenido de
azu±re signifcaría, para el periodo 2006-2030, que se
evitarán 56 000 muertes, 166 000 casos de bronquitis
crónica y 78 371 000 días perdidos de trabajo y de
actividad restringida, representando un benefcio
monetario presente de 11.4 miles de millones de
dólares norteamericanos (SEMARNAT, INE. Pemex
Refnación 2006).
En el caso de Estados Unidos, la Agencia de Pro-
tección al Ambiente determinó que los benefcios en
la salud humana y en el ambiente por la reducción
del azu±re eran 10 veces mayores que los costos,
con benefcios netos de $86 mil millones de dólares
(EPA 1999 y 2000). En Europa, los combustibles de
ultra bajo azu±re ±ueron considerados por sí solos,
sin el benefcio adicional de normas de emisiones
más estrictas. Ahí, el incremento en el rendimiento
energético ±ue el principal benefcio, siendo este de
2 mil millones de dólares. Además el potencial para
reducir las emisiones de gases de e±ecto invernadero
es un benefcio sustancial de los combustibles de bajo
azu±re (Blumberg
et al.
2003).
La NOM-148-SEMARNAT-2006 “Contaminación
atmos±érica. Recuperación de azu±re proveniente de
los procesos de refnación de petróleo” aplica en todo
el territorio nacional y es de observancia obligatoria
para los responsables de la refnación del petróleo,
considera que todas las corrientes que contienen azu±re
deben ser tratadas con el fn de recuperar el azu±re y
reducir la emisión de compuestos de este elemento a
la atmós±era. En la
fgura 1
se muestra el esquema
de los parámetros que se consideraron para realizar
el balance de materia de azu±re en las refnerías, los
cuales son S
T
, S
P
, S
Q
y S
R
(SEMARNAT 2007).
Las ±echas para que cada una de las refnerías del
SNR cumplieran con el 90 % de recuperación ±ueron
en el caso de las refnerías de Cadereyta, Madero y
Tula a partir del 28 de noviembre de 2007, con res-
pecto a Salamanca a partir del 1 de marzo de 2008 y
para Salina Cruz y Minatitlán a partir del 1 de enero
del 2010 (SEMARNAT 2007).
CUADRO I.
PROYECTOS EN EL SNR PARA OBTENER
DIESEL UBA
Refnería
Modernización de
plantas de
destilados intermedios
Construcción de
hidrodesul±uradoras
de diesel
Cadereyta
3
1
Madero
2
1
Minatitlán
1
2
Salamanca
3
Salina Cruz
4
Tula
5
S
Q
: Azufre a quemadores y oxidadores
S
P
: Azufre en productos
(combustóleo, gasolina,
asfalto, diesel,.
..)
S
R
: Azufre recuperado
S
T
: Azufre total
en crudo y otros
insumos
Sistema de
recuperación
Fig. 1.
Balance de materia de azu±re en la refnería
F.S. Alcántar González y M.J. Cruz Gómez
156
CUADRO II.
TIPO DE CRUDO PROCESADO OCUPADO EN CADA REFINERÍA EN EL AÑO 2008
Refnería
Crudo pesado
(Mbd)
Crudo ligero
(Mbd)
Crudo superligero
(Mbd)
Crudo reconstituido
(Mbd)
Total
Cadereyta
115
94
0
0
209
Madero
120
32
0
0
152
Minatitlán
54
108
0
0
162
Salamanca
52
125
15
1
193
Salina Cruz
86
142
0
51
279
Tula
76
191
0
0
267
Total
503
692
15
52
1262
METODOLOGÍA
Para conocer la distribución de azu±re en el SNR
se realizó el balance de materia de azu±re en cada
una de las refnerías de México de acuerdo con
los datos proporcionados por la solicitud número
1857600066308 requerida a Pemex Refnación me-
diante el IFAI. Se obtuvieron datos mensuales de los
balances que se hacían en cada una de las refnerías
siendo los datos proporcionados por la refnería de
Cadereyta y Salina Cruz datos diarios mientras que
para las refnerías de Madero, Salamanca y Tula se
obtuvieron datos mensuales y para Minatitlán no se
obtuvo in±ormación (IFAI 2008).
El balance de materia de azu±re en las refnerías
se expresa de acuerdo con la ecuación 1 y para
expresar el porcentaje de azu±re recuperado se con-
sidera la di±erencia entre el azu±re total y el azu±re
que queda en productos (S
T
-S
P
), tal como lo indica
la ecuación 2.
T = SP + SR + SQ
(1)
Recuperación (%) = 100% [SR / (ST -SP)]
(2)
El cumplimiento de la NOM-148 se determinó
calculando el porcentaje de recuperación de azu±re
y en caso de que la refnería no cumpliera se calculó
la capacidad con la que deberían contar las plantas
Claus de las refnerías, considerando que la norma
indica que la recuperación de azu±re de las refnerías
de petróleo ya existentes debe ser mayor o igual a
90 % (SEMARNAT 2007).
La determinación del cumplimiento de la NOM-
086 se realizó con la in±ormación proporcionada
por la solicitud número 1857600066308 requerida
a Pemex Refnación de las refnerías de Madero,
Salina Cruz y Tula calculando el contenido de azu±re
en ppm de los combustibles mediante los datos de
producción (BPD) y contenido de azu±re (ton/día) de
estos combustibles.
Otro aspecto a determinar ±ue que si al aplicar
las NOM-086 y NOM-148, es decir si al reducir la
cantidad de azu±re de los combustibles y recuperar
el azu±re en las refnerías, las emisiones de SO
X
se
reducirían en las refnerías, ya que el principal proble-
ma en algunas refnerías como Tula ±ue que se estaba
rebasando el límite de emisiones de SO
2
permitido
por la NOM-022-SSA1-1993.
RESULTADOS
En el SNR hay cuatro tipo de crudos que se pro-
cesan y cada uno tiene las siguientes características.
El crudo pesado tiene una densidad API igual o
in±erior a 27º, crudo ligero con una densidad API
superior a 27º y hasta 38º, crudo superligero cuya
densidad API es superior a 38º y crudo reconsti-
tuido, que es al cual se le han extraído na±tas y
otros hidrocarburos ligeros para la producción de
aromáticos (PEMEX 2010a). En el
cuadro II
se
muestra el total y el tipo de crudo que maneja cada
una de las refnerías del SNR, ya que de este dato
depende la cantidad de azu±re que entra en cada una
de las refnerías. En este cuadro se puede apreciar
que la refnerías de Cadereyta y Madero ocupan
de 55 a 79 % de crudo pesado y de 21 a 45 % de
crudo ligero; mientras Minatitlán, Salamanca,
Salina Cruz y Tula ocupan de 51 a 72 % de crudo
ligero y de 28 a 33 % de crudo pesado. Por otra
parte, solamente Salamanca y Salina Cruz trabajan
con el 1 al 8 % de crudo reconstituido y Salamanca
es la única que procesó 8 % de crudo superligero
(PEMEX 2010b).
En el
cuadro III
se muestra la cantidad de crudo
procesado de 2007 al 2009, la cuál es muy similar en
todos los años y se puede apreciar que las refnerías
que más crudo procesan son las refnerías de Salina
Cruz y Tula (PEMEX 2010a).
Del balance de materia de azu±re, se muestran
los resultados globales del SNR de las corrientes
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN Y RECUPERACIÓN DE AZUFRE
157
CUADRO III.
CRUDO PROCESADOS EN EL SNR ENTRE
2007 Y 2009
Refnería
Crudo procesado (MBls)
2007
2008
2009
Cadereyta
210.2
208.3
217.2
Madero
141.4
152.1
151.8
Minatitlán
170.1
161.6
167.1
Salamanca
187.6
192.5
192.1
Salina Cruz
271.5
279.4
277.2
Tula
288.9
267.2
289.5
Total
1269.8
1261.0
1294.9
400 000
258 592
247 233
168 265
338 877
269 560
350 000
250 000
300 000
200 000
Azufre total (ton/año)
Refinerías
Cadereyta
Madero
Minatitlán
Salamanca
Salina Cruz
Tula
Fig. 2.
Azu±re total en el crudo y otros insumos que se procesan en el SNR
CUADRO IV.
ELABORACIÓN DE PETROLÍFEROS Y CONTENIDO DE AZUFRE EN ELLOS
(IFAI 2008 Y PEMEX 2010A)
Refnería
Elaboración de petrolí±eros (MBls)
Azu±re en productos
(Ton/día) Datos IFAI
2007
2008
2009
Cadereyta
218.5
220.1
224.5
325.3
Madero
160.6
163.4
160.7
362.6
Minatitlán
173.8
171.7
179.7
399.6
Salamanca
183.8
193.1
189.1
350.7
Salina Cruz
284.0
290.0
289.6
756.7
Tula
291.8
268.6
299.2
521.6
Total
1312.4a
1306.9a
1342.7a
2716.5
de entrada y salida del balance de materia de azu±re
durante 2008. En la
fgura 2
se observa que la can-
tidad de azu±re total al año varía en cada una de las
refnerías siendo la entrada de azu±re en el SNR de
1 444 000 toneladas al año.
Las corrientes de salida en el balance son 3:
azu±re en productos, azu±re enviado a quemadores
y oxidadores y el azu±re recuperado. Primero se
analizó la cantidad de azu±re en productos, consi-
derando que la cantidad de azu±re en los productos
varía dependiendo de cada una de las refnerías. En
el
cuadro IV
se muestra la cantidad de petrolí±eros
que se elaboró en el SNR de 2007 a 2009 consi-
derando la cantidad de azu±re contenida en estos
petrolí±eros en 2008.
En el
cuadro V
se muestra la cantidad así como el
contenido de azu±re de estos productos en la refnería
de Madero durante 2008.
En el
cuadro V
se muestra que la mayor cantidad
de azu±re (% en peso) en los productos elaborados en
la refnería de Madero durante 2008 ±ueron el coque,
as±alto y combustóleo.
La cantidad de azu±re proveniente de los pro-
ductos que se elaboraron en el SNR durante 2008 al
realizar el balance de materia ±ue de 980 000 tonela-
das de azu±re por año. En la
fgura 3
se muestra la
cantidad de azu±re contenida en los productos que
elabora cada una de las refnerías. Las refnerías de
Salina Cruz (266 647 ton S/año) y Tula (199 969 ton
S/año) son las que tienen mayor contenido de azu±re
en los productos debido que procesan una mayor
cantidad de crudo.
F.S. Alcántar González y M.J. Cruz Gómez
158
CUADRO V.
CANTIDAD Y CONTENIDO DE AZUFRE EN LOS PRODUCTOS DE LA REFI-
NERÍA MADERO
Productos
Producción (BPD)
Azufre (Ton/día)
Azufre (% en peso)
Gasolina Magna
56 302
5.17
0.067
Gasolina Premium
9 582
0.02
0.002
Turbosina
5 614
0.04
0.007
Pemex Diesel
40 327
2.03
0.038
Diesel Primario
8 355
17.69
1.541
Diluente
5 356
17.14
2.115
Gasolina de coque
356
0.33
0.800
Combustóleo
9 757
61.62
3.961
M.P. Negro de Humo
2 409
14.05
3.358
Asfalto
3 995
33.69
5.140
Coque
1 960
171.86
6.577
Autoconsumo
31.94
Intermedio 15
456
2.44
3.467
Variación de inventario
16 821
40.76
Total
161 288
398.79
129 060
100 595
26 280
38 701
59 411
120 000
140 000
Azufre en productos (ton/año)
Refinerías
Cadereyta
Madero
Minatitlán
Salamanca
Salina Cruz
Tula
Fig. 4.
Cantidad de azufre elemental recuperado anualmente en el SNR
110 489
129 414
160 892
266 647
199 969
250 000
150 000
300 000
200 000
Azufre en productos (ton/año)
100 000
50 000
Refinerías
Cadereyta
Madero
Minatitlán
Salamanca
Salina Cruz
Tula
Fig. 3.
Azufre contenido en los productos elaborados por Pemex Re±nación
Se cuanti±có la cantidad de azufre recuperada en
2008 (
Fig. 4
) para cada una de las re±nerías, siendo
un total de 386 000 ton S al año las que se recuperan
en el SNR. Debido a que Minatilán no reportó el
dato de recuperación de azufre se consideró que
la planta de azufre con la que cuenta (80 ton/día)
esta re±nería trabajaba con una e±ciencia del 90
%; por lo que la recuperación de azufre sería de 72
toneladas de S/día.
En la
fgura 4
se muestra que las re±nerías de
Cadereyta (129 060 Ton/año) y Madero (100 595
Ton/año) fueron las que recuperaron la mayor canti-
dad de azufre mientras que Minatitlán (26 280 Ton/
año) y Salina Cruz (32 219 Ton/año) fueron las que
menos azufre recuperaron, debido principalmente a
la capacidad de las plantas recuperadoras de azufre.
En el
cuadro VI
se muestra la capacidad con la que
contaba cada una de las re±nerías en 2008.
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN Y RECUPERACIÓN DE AZUFRE
159
CUADRO VI.
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS RECUPERADORAS DE AZUFRE
EN EL SNR DURANTE 2008
Refnería
Plantas
Total de capacidad (ton/día)
Cadereyta
Azu±re-1 (80 ton/día)
Azu±re-3 (120 ton/día)
Azu±re-4 (120 ton/día)
Azu±re-5 (120 ton/día)
Azu±re-6 (120 ton/día)
560
Madero
Azu±re-3
Tren-1 (150 ton/día)
Tren-2 (150 ton/día)
Tren-3 (150 ton/día)
Tren-4 (150 ton/día)
600
Minatitlán
Azu±re (80 ton/día)
80
Salamanca
Azu±re-1 U-12 ( 160 ton/día)
Azu±re-2 SRU ( 80 ton/día)
240
Salina Cruz
Azu±re-1 (80 ton/día)
Azu±re-2 (80 ton/día)
Azu±re-3 (80 ton/día)
240
Tula
Azu±re-3 (80 ton/día)
Azu±re-4 (80 ton/día)
Azu±re-5 HDR (600 ton/día) es de tres trenes
cada uno de 200 ton/día
760
CUADRO VII.
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS
RECUPERADORAS DE AZUFRE CLAUS
Refnería
Capacidad
(ton/día)
Azu±re recuperado
(ton/día)
Costo
(MMUSD)
Cadereyta
120
117.8
60.2
Madero
150
57
68.8
Minatitlán
(2 plantas)
50 Ton/día
100Ton/día*
44.3
40
Salina Cruz
40
30
31.1
*Se carece de in±ormación del costo así como del azu±re que se
recuperaría al instalar esta planta
15 867
11 055
32 219
8 340
20 000
30 000
25 000
35 000
Azufre a quemadores (ton/año)
15 000
Refinerías
Cadereyta
Madero
Salamanca
Salina Cruz
Tula
Fig. 5.
Cantidad de azu±re enviada a los quemadores y oxidadores térmicos
Para dar cumplimiento a la NOM-148-SEMAR-
NAT-2006 en el SNR, Pemex Refnación planeó
instalar las siguientes plantas de recuperación de
azu±re Claus con las características que se presentan
en el
cuadro VII
además de construir una planta que
sustituirá a la actual U-12 cuya capacidad es de 160
ton/día de la refnería de Salamanca.
La cantidad de azu±re que no ±ue posible recuperar
y ±ue enviada a los quemadores así como a oxidadores
térmicos en cada una de las refnerías se muestra en
la
fgura 5
, dando un total de 78 000 ton de azu±re al
año en el SNR durante 2008.
En la
fgura 6
se muestra la contribución de cada
una de las corrientes de salida del balance de materia,
siendo la corriente de azu±re en productos la de mayor
contribución (68 %) lo cual quiere decir que la mayor
cantidad de azu±re que entra en el SNR mediante el
crudo se queda en los productos que se elaboran.
Estos son principalmente combustóleo, coque y
F.S. Alcántar González y M.J. Cruz Gómez
160
CUADRO VIII.
PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN DE AZUFRE EN EL SNR DURANTE
2008
Período
% de recuperación de azufre en las re±nerías
Cadereyta
Madero
Salamanca
Salina Cruz
Tula
Enero
75
75
75
92
Febrero
92
89
82
58
91
Marzo
92
82
92
32
91
Abril
92
94
91
40
91
Mayo
92
90
92
57
86
Junio
90
92
92
41
91
Julio
92
92
92
26
91
Agosto
91
91
91
36
85
Septiembre
94
92
77
88
Promedio
90
90
88
49
90
asfalto por mencionar algunos, posteriormente la
corriente de azufre recuperado ocupa el segundo
lugar, siendo este el 27 % de contribución y un 5 %
en la corriente de azufre que se envía a quemadores
y oxidadores térmicos.
Una vez presentados los resultados generales del
balance de azufre en el SNR se muestra en el
cuadro
VIII
el porcentaje de recuperación de cada una de las
re±nerías exceptuando la re±nería de Minatitlán ya
que no se contó con la su±ciente información para
calcular este porcentaje.
En el
cuadro VIII
de acuerdo al porcentaje de
recuperación de azufre de cada una de las re±nerías
del SNR, las re±nerías de Cadereyta, Madero y Tula
cumplen con el 90 % de recuperación como lo indica
la norma, mientras que para el caso de la re±nería de
Salamanca se tiene que aunque en promedio en el
2008 su porcentaje de recuperación fue del 88 % a
partir de marzo se cumplió con un porcentaje de recu-
peración de azufre de más del 90 %. En el caso de la
re±nería de Salina Cruz se muestra que el porcentaje
de recuperación fue del 49 % y que la tendencia en
este proceso fue muy variada. Aunque esta re±nería
necesita cumplir con la norma hasta el 1 de enero de
2010, se considera que para que lo logre necesita que
recupere diariamente 178 ton; sin embargo en 2008
sólo se recuperaban 88 ton/día por lo que si se instala
la planta que se consideró para cumplir la NOM-148
(
cuadro VII
), que es de 30 ton/día, se requeriría con-
siderar otra planta de 60 ton/día para cumplir con las
178 ton/día. En el
cuadro IX
se muestra el contenido
de azufre en los combustibles que se producen en las
re±nerías de Madero, Salina Cruz y Tula.
En el
cuadro IX
se muestra que la re±nería de
Madero no cumplió con la NOM-086-SEMARNAT-
SENER-SCFI-2005 “Especi±caciones de los com-
bustibles fósiles para la protección ambiental” en el
caso de la gasolina Magna, cuyo contenido fue 578
ppm más de lo permitido por la norma (500 ppm
máximo); además cabe destacar dos combustibles
como la gasolina de coque con un contenido de 5830
ppm de azufre y el diesel primario con un contenido
de 13 317 ppm de azufre. En el caso de la gasolina
Premium y el Pemex Diesel se cumplió con el con-
tenido de azufre de acuerdo a la norma.
Para el caso de la re±nería de Salina Cruz, se
observa en el
cuadro IX
que el contenido de azufre
en la gasolina Magna es mayor que el permitido en la
NOM-086, ya que fue de 581 ppm de azufre. Sin em-
bargo los combustibles como la gasolina Premium,
Pemex Diesel y turbosina sí cumplieron con la norma.
Para la re±nería de Tula se obtuvo que la gasoli-
na Magna, Base Magna y Premium no cumplieron
con la norma ya que su contenido fue de 553, 731 y
223 ppm de azufre respectivamente. Además cabe
destacar la producción de algunos combustibles con
alto contenido de azufre como fueron los gasóleos
de vacío con 13 050 ppm de azufre y los gasóleos
ligeros primarios con 9138 ppm de azufre.
De acuerdo con la NOM-086-SEMARNAT-SE-
NER-SCFI-2005 “Especi±caciones de los combusti-
bles fósiles para la protección ambiental” a partir de
Azufre en productos
Azufre recuperado
Azufre a quemadores
68 %
27 %
5 %
Fig. 6.
Contribución de cada una de las corrientes de azufre
del SNR
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN Y RECUPERACIÓN DE AZUFRE
161
CUADRO IX.
CONTENIDO DE AZUFRE EN LOS COMBUSTIBLES DE LAS REFINERÍAS DE
MADERO, SALINA CRUZ Y TULA
Refnería
Combustibles
Contenido de azu±re
(ppm)
Contenido de azu±re en ppm
de acuerdo a la NOM-086
Madero
Gasolina Magna
578
300 ppm prom/500ppm max
Gasolina Premium
13
30 ppm prom/80 ppm max
Gasolina de coque
5 830
Pemex diesel
317
500 ppm máximo
Diesel primario
13 317
Diesel industrial
5000 ppm máximo
Turbosina
44.8
3000 ppm máximo
Salina Cruz
Gasolina Magna
581
300 ppm prom/500ppm max
Gasolina Premium
31
30 ppm prom/80 ppm max
Pemex diesel
362
500 ppm máximo
Turbosina
121
3000 ppm máximo
Tula
Pemex Magna oxigenada
371
300 ppm prom/500ppm max
Pemex Magna
553
300 ppm prom/500ppm max
Pemex Premium
223
30 ppm prom/80 ppm max
Pemex diesel 500 ppm
422
500 ppm máximo
Pemex diesel 300 ppm
250
500 ppm máximo
Gasolina Base Magna
731
300 ppm prom/500ppm max
Gasolina estabilizadora
361
300 ppm prom/500ppm max
Gas licuado
10
140 ppm máximo
Turbosina
150
3 000 ppm máximo
Gasóleos ligeros primarios
9 138
Gasóleo domestico
500 ppm máximo
Gasóleos de vacío
13 050
Gasóleo domestico
500 ppm máximo
octubre de 2008 se debió empezar con la producción
de Gasolina Magna con un contenido de 30 ppm/ 80
ppm máximo en el SNR para abastecer las zonas me-
tropolitanas como ZMVM, ZMG, ZMM por lo que
±ue necesario importar gasolinas. En el
cuadro X
se
muestra la cantidad importada, exportada y producida
durante el período de 2007 a 2009. Como se muestra
en el
cuadro X
la cantidad de gasolina importada re-
presentó para el periodo de 2007 a 2009 del 68 al 75%
del total de las gasolinas; mientras que la producción
de gasolinas en el país representó del 24 al 32 %.
Sin embargo, ±ue a partir de enero de 2009 cuan-
do se inició la producción de gasolina Pemex Mag-
na UBA y Pemex Diesel UBA en las refnerías de
Cadereyta, Salamanca y Tula. Siendo la producción
total de gasolinas UBA de 82 Mbd de los cuales la
refnería de Cadereyta produjo 15 Mbd, Salamanca
19 y Tula 48. Mientras que la producción de Diesel
UBA ±ue de un total de 45 Mbd de los cuales Cade-
reyta procesó 28, Salamanca 9 y Tula 7 (PEMEX
2010b). Aunque cabe destacar que la producción
de Pemex Magna UBA sólo representó el 18 % del
total de gasolinas y el diesel UBA representó el 13
% del total de diesel.
En el caso del diesel UBA, de acuerdo a la NOM-
086 se empezaría a distribuir en enero de 2009 en
las zonas metropolitanas; sin embargo ±ue en agosto
cuando se empezó la distribución de diesel UBA en la
ZMM, en julio de 2009 en la ZMG y en diciembre de
2009 en la ZMVM (PEMEX 2010b). En el
cuadro XI
se muestra la producción, importación y exportación
de diesel, donde se puede apreciar que se importó del
14 al 16 % del total de diesel para el periodo de 2007
a 2009 y se exportó solamente del 1 al 3 % y del 78
al 84 % se produjo en Pemex Refnación.
Otro aspecto a determinar ±ue si se reducirían las
emisiones de SO
X
al introducir las NOM-086 y NOM-
148; es decir, si al reducir la cantidad de azu±re de los
combustibles y recuperar el azu±re en las refnerías
se resolvería el problema en algunas refnerías como
CUADRO X.
PRODUCCIÓN, IMPORTACIÓN Y EXPOR-
TACIONES DE LAS GASOLINAS DE 2007
A 2009
Gasolinas
2007
2008
2009
Importaciones de gasolinas (Mbd)
308
340
329
Exportaciones de gasolinas (Mbd)
4
2
2
Producción de gasolinas (Mbd)
144
109
141
Total (Mbd)
456
451
472
F.S. Alcántar González y M.J. Cruz Gómez
162
CUADRO XI
. PRODUCCIÓN, IMPORTACIÓN Y EXPOR-
TACIONES DE LAS GASOLINAS DE 2007
A 009
Diesel
2007
2008
2009
Importaciones de diesel (Mbd)
53
68
48
Exportaciones de diesel (Mbd)
9
6
5
Producción de diesel (Mbd)
272
269
284
Total (Mbd)
334
343
337
Tula que se estaba rebasando el límite de emisiones
de SO
2
permitido por la NOM-022-SSA1-1993. En
la
fgura 7
se muestran las emisiones totales de cada
una de las refnerías, siendo las emisiones en 2007
de 287 274 toneladas de SO
2
, esta ci±ra aumentó a
291 586 toneladas en el 2008 y disminuyó a 279 388
en 2009 (PEMEX 2008, 2009 y 2010).
La
fgura 7
muestra la contibución que tuvo cada
una de las refnerías en las emisiones de SO
X
totales
durante el periodo de 2007 a 2009, siendo del 30 al
39 % en Salina Cruz, del 22 al 26 % en Tula, del 9 al
13 % en Salamanca, del 10 al 11 % en Minatitlán, del
9 al 11 % en Madero y del 8 al 11 % en Cadereyta.
Esta cantidad que se emitió a la atmós±era en ±orma
de SO
X
corresponde principalmente a la capacidad de
recuperación de azu±re en cada una de las refnerías.
Además en la
fgura 7
se muestra que las refnerías
de Madero, Minatitlán y Salamanca disminuyeron las
emisiones de SO
X
, mientas que en Cadereyta aumenta-
ron de 25 978 a 31 711, en Salina Cruz se aumentó de
86 769 a 108 883 y en Tula de 75 057 a 76 578 en 2008
y en 2009 se disminuyó a 61 857 toneladas.
CONCLUSIONES
Se identifcó la distribución de azu±re (S) en el
SNR mediante la realización del balance de materia
de azu±re con los datos proporcionados por la soli-
citud número 1857600066308 requerido a Pemex
Refnación por medio del IFAI. El balance se llevó
a cabo en cada una de las refnerías de México como
son: Cadereyta, Madero, Minatitlán, Salamanca,
Salina Cruz y Tula. En el balance se determinó que
el azu±re total de entrada ±ue de 1 444 000 toneladas
de azu±re mientras que en la salida se obtuvieron
386 000 toneladas recuperadas mediante el proceso
Claus, 980 000 toneladas de azu±re en productos
elaborados y 78 000 toneladas de azu±re enviadas a
quemadores y oxidadores térmicos, de las cuales se
emitieron 291 586 ton SO
X
/año.
La contribución de cada una de las corrientes de
salida del balance de materia ±ue de 68 % para la
corriente de azu±re en productos, lo cual quiere decir
que la mayor cantidad de azu±re que entra en el SNR
mediante el crudo se queda en los productos que se
elaboraron, siendo estos principalmente combustóleo,
coque y as±alto, posteriormente la corriente de azu±re
recuperado ocupa el segundo lugar, siendo este el 27
% de contribución y un 5 % en la corriente de azu±re
que se envía a quemadores y oxidadores térmicos.
Las refnerías de Cadereyta, Madero y Tula cum-
plen con el 90 % de recuperación como lo indica
la NOM-148-SEMARNAT-2006 “Contaminación
atmos±érica. Recuperación de azu±re proveniente
de los procesos de refnación de petróleo”, mientras
que para el caso de la refnería de Salamanca se tie-
ne que aunque en promedio en 2008 su porcentaje
de recuperación ±ue del 88 % a partir de marzo se
cumplió con un porcentaje de recuperación de azu±re
de más del 90 %. En el caso de la refnería de Salina
Cruz se muestra que el porcentaje de recuperación
±ue de 49 % y que la tendencia en el porcentaje de
recuperación ±ue muy variada. Aunque esta refne-
ría necesita cumplir con la NOM-148 hasta el 1 de
enero de 2010, se considera que para que lo haga
necesita recuperar diariamente 178 ton; sin embargo
en 2008 solo se recuperaban 88 ton/día por lo que
se requiere una planta que recupere 90 ton/día más
de azu±re para cumplir con la norma.
Al hacer el análisis de la NOM-086-SEMAR-
NAT-SENER-SCFI-2005 “Especifcaciones de los
combustibles ±ósiles para la protección ambiental”
se tiene que el SNR no cumplió con la norma, por lo
que ±ue necesario importar del 68 al 75 % del total de
las gasolinas y del 14 al 16 % del total de diesel para
el periodo de 2007 a 2009. Cabe destacar el alto con-
tenido de azu±re en algunos combustibles elaborados
en Pemex Refnación durante 2008 como la gasolina
de coque con un contenido de 5830 ppm de azu±re,
el diesel primario con un contenido de 13 317 ppm
de azu±re, los gasóleos de vacío con 13 050 ppm de
azu±re y los gasóleos ligeros primarios con 9138 ppm
de azu±re. Además las refnerías de Madero, Salina
Cruz y Tula no cumplieron con la NOM-086 debido
Fig. 7.
Emisiones de SO
X
emitidas a la atmós±era desde el 2007
al 2009
120 000
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
0
Cadereyta
Madero
Refinerías
Minatitlán
Emisiones SOx (ton/año)
Salamanca Salina Cruz
Tula
2007
2008
2009
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN Y RECUPERACIÓN DE AZUFRE
163
a que el contenido de azufre de la gasolina Magna fue
de 578, 581 y 553-731 ppm, respectivamente, siendo
lo permitido por la norma 500 ppm.
Por otra parte fue a partir de enero de 2009 cuando
se inició la producción de 82 Mbd de gasolina Pemex
Magna UBA y 45 Mbd de Pemex Diesel UBA en las
re±nerías de Cadereyta, Salamanca y Tula. Además no
se cumplió con la distribución de diesel UBA como lo
indicaba la NOM-086 ya que fue hasta agosto cuando
se empezó la distribución en la ZMM, en julio de 2009
en la ZMG y en diciembre de 2009 en la ZMVM.
Otro aspecto que se determinó fue que la canti-
dad de emisiones de SOx aumentó de 2007 a 2008
de 287 274 a 291 586 toneladas de SO
X
y fue hasta
2009 que se disminuyeron las emisiones a 279 388
ton SO
X
. Siendo la contribución del 30 al 39 % en
Salina Cruz, del 22 al 26 % en Tula, del 9 al 13 %
en Salamanca, del 10 al 11 % en Minatitlán, del 9 al
11% en Madero y del 8 al 11% en Cadereyta del total
de óxidos de azufre emitidos a la atmósfera durante
el periodo de 2007 a 2009.
AGRADECIMIENTO
Al Consejo Nacional de Ciencias y Tecnología
(CONACyT) por la beca de maestría recibida por
Fabiola Selene Alcántar González.
REFERENCIAS
Blumberg K,O., Walsh M.P. y Pera C. (2003). Low sulfur
gasoline and diesel, the key to lower vehicle emissions
Sulfur_ICCT_2003.pdf 04/07/08.
EPA (1999). Regulatory Impact Analysis- Control of
air pollution from new motor vehicles: Tier 2 motor
vehicle emissions standards and gasoline sulfur con-
trol requirements. Environmental Protection Agency.
Washington, D.C. USA.
EPA (2000). Regulatory Impact Analysis: Heavy-duty
engine and vehicle standards and highway diesel fuel
sulfur control requirements. Environmental Protection
Agency. Washington, D.C. USA.
Fredriksson M. (2000). Impact of a 10 ppm sulphur
speci±cation for transport fuels on the EU re±ning
industry [en línea]. http://www.concawe.org/Doc-
ShareNoFrame/docs/1/EHFGLAFAAKADIJINK-
MOLHCGCPDBY9DBYAY9DW3571KM/CEnet/
docs/DLS/2002-00231-01-E.pdf 17/06/08.
Gary J.H. y Handwerk G.E. (2001).
Petroleum Refning
Technology and Economics.
Cuarta Edición. Editorial
Marcel Dekker Inc. New York, EUA. 441p.
IFAI (2008). Solicitud de Información Pública o de Acceso
a Datos Personales No. 1857600066308. Instituto Fed-
eral de Acceso a la Información. Archivo electrónico
en CD. México.72 p.
PEMEX (2008). Informe de Desarrollo Sustentable 2007.
Petróleos Mexicanos. Informe. México. 124p.
PEMEX (2009). Informe de Responsabilidad Social 2008.
Petróleos Mexicanos. Informe. México. 124p.
PEMEX (2010). Informe de Responsabilidad Social 2009.
Petróleos Mexicanos. Informe. México. 110 p.
PEMEX (2010a). Anuario estadístico 2010. Petróleos
Mexicanos. Informe. México. 77p.
PEMEX (2010b). Memorias Laborales 2009. Petróleos
Mexicanos. Informe. México. 317 p.
SEMARNAT (2006). Norma O±cial Mexicana NOM-
086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005. Especi±ca-
ciones de los combustibles fósiles para la protección
ambiental. Secretaría del Medio Ambiente y Recursos
Naturales. Diario O±cial de la Federación. 30 de
enero de 2006.
SEMARNAT (2007). Norma O±cial Mexicana NOM-
148-SEMARNAT-2006.Contaminación atmosférica.
Recuperación de azufre proveniente de los procesos de
re±nación del petróleo. Secretaría del Medio Ambiente
y Recursos Naturales. Diario O±cial de la Federación.
28 de noviembre de 2007.
SEMARNAT, INE y PEMEX REFINACIÓN. (2006).
Estudio de evaluación socioeconómica del proyecto
integral de calidad de combustibles. Reducción de
azufre en gasolinas y diesel. Secretaría del Medio
Ambiente y Recursos Naturales, Instituto Nacional de
Ecología y Pemex Re±nación. Estudio. México. 77p.
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