Petróleo

Hidrocarburos. Formación. Localización. Extracción. Refinado

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Petróleo

Líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas. También recibe los nombres de petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente 'crudo'. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria química. Las sociedades industriales modernas lo utilizan sobre todo para lograr un grado de movilidad por tierra, mar y aire impensable hace sólo 100 años. Además, el petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas y textiles, y para generar electricidad.

En la actualidad, los distintos países dependen del petróleo y sus productos; la estructura física y la forma de vida de las aglomeraciones periféricas que rodean las grandes ciudades son posibles gracias a un suministro de petróleo abundante y barato. Sin embargo, en los últimos años ha descendido la disponibilidad mundial de esta materia, y su costo relativo ha aumentado. Es probable que, a mediados del siglo XXI, el petróleo ya no se use comercialmente de forma habitual.

Características

Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno; el contenido de azufre varía entre un 0,1 y un 5%. El petróleo contiene elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La consistencia del petróleo varía desde un líquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un líquido tan espeso que apenas fluye. Por lo general, hay pequeñas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el líquido; cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petróleo está asociado con un depósito de gas natural.

Existen tres grandes categorías de petróleo crudo: de tipo parafínico, de tipo asfáltico y de base mixta. El petróleo parafínico está compuesto por moléculas en las que el número de átomos de hidrógeno es siempre superior en dos unidades al doble del número de átomos de carbono. Las moléculas características del petróleo asfáltico son los naftenos, que contienen exactamente el doble de átomos de hidrógeno que de carbono. El petróleo de base mixta contiene hidrocarburos de ambos tipos. Véase también Asfalto; Nafta

Formación

El petróleo se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos marinos. Los restos de animales minúsculos que viven en el mar —y, en menor medida, los de organismos terrestres arrastrados al mar por los ríos o los de plantas que crecen en los fondos marinos— se mezclan con las finas arenas y limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos depósitos, ricos en materiales orgánicos, se convierten en rocas generadoras de crudo. El proceso comenzó hace muchos millones de años, cuando surgieron los organismos vivos en grandes cantidades, y continúa hasta el presente. Los sedimentos se van haciendo más espesos y se hunden en el suelo marino bajo su propio peso. A medida que se van acumulando depósitos adicionales, la presión sobre los situados más abajo se multiplica por varios miles, y la temperatura aumenta en varios cientos de grados. El cieno y la arena se endurecen y se convierten en esquistos y arenisca; los carbonatos precipitados y los restos de caparazones se convierten en caliza, y los tejidos blandos de los organismos muertos se transforman en petróleo y gas natural.

Una vez formado el petróleo, éste fluye hacia arriba a través de la corteza terrestre porque su densidad es menor que la de las salmueras que saturan los intersticios de los esquistos, arenas y rocas de carbonato que constituyen dicha corteza. El petróleo y el gas natural ascienden a través de los poros microscópicos de los sedimentos situados por encima. Con frecuencia acaban encontrando un esquisto impermeable o una capa de roca densa: el petróleo queda atrapado, formando un depósito. Sin embargo, una parte significativa del petróleo no se topa con rocas impermeables, sino que brota en la superficie terrestre o en el fondo del océano. Entre los depósitos superficiales también figuran los lagos bituminosos y las filtraciones de gas natural.

Evolución histórica del aprovechamiento del petróleo

Los seres humanos conocen estos depósitos superficiales de petróleo crudo desde hace miles de años. Durante mucho tiempo se emplearon para fines limitados, como el calafateado de barcos, la impermeabilización de tejidos o la fabricación de antorchas. En la época del renacimiento, el petróleo de algunos depósitos superficiales se destilaba para obtener lubricantes y productos medicinales, pero la auténtica explotación del petróleo no comenzó hasta el siglo XIX. Para entonces, la Revolución Industrial había desencadenado una búsqueda de nuevos combustibles y los cambios sociales hacían necesario un aceite bueno y barato para las lámparas. El aceite de ballena sólo se lo podían permitir los ricos, las velas de sebo tenían un olor desagradable y el gas del alumbrado sólo llegaba a los edificios de construcción reciente situados en zonas metropolitanas.

La búsqueda de un combustible mejor para las lámparas llevó a una gran demanda de 'aceite de piedra' o petróleo, y a mediados del siglo XIX varios científicos desarrollaron procesos para su uso comercial. Con ello empezó la búsqueda de mayores suministros de petróleo. Hacía años que la gente sabía que en los pozos perforados para obtener agua o sal se producían en ocasiones filtraciones de petróleo, por lo que pronto surgió la idea de realizar perforaciones para obtenerlo. Los primeros pozos de este tipo se perforaron en Alemania entre 1857 y 1859, pero el acontecimiento que obtuvo fama mundial fue la perforación de un pozo petrolífero cerca de Oil Creek, en Pennsylvania (Estados Unidos), llevada a cabo por Edwin L. Drake

Prospección

Para encontrar petróleo bajo tierra, los geólogos deben buscar una cuenca sedimentaria con esquistos ricos en materia orgánica, que lleven enterrados el suficiente tiempo para que se haya formado petróleo (desde unas decenas de millones de años hasta 100 millones de años). Además, el petróleo tiene que haber ascendido hasta depósitos capaces de contener grandes cantidades de líquido. La existencia de petróleo crudo en la corteza terrestre se ve limitada por estas condiciones. Sin embargo, los geólogos y geofísicos especializados en petróleo disponen de numerosos medios para identificar zonas propicias para la perforación.

Refinado

Una vez extraído el crudo, se trata con productos químicos y calor para eliminar el agua y los elementos sólidos, y se separa el gas natural. A continuación se almacena el petróleo en tanques y se transporta a una refinería en camiones, por tren, en barco o a través de un oleoducto. Todos los campos petrolíferos importantes están conectados a grandes oleoductos.


Productos obtenidos de 1 Barril
1 Barril de petróleo =159Kg
21 Litros de gasolina
38,5 Litros de gasóleo
75 Kg. de fuel
7,5 Kg. de nafta
8,5 Kg. de kerosén
6 Kg. de G.L.P. (gases licuados del petróleo)
mas asfaltos, parafinas, lubricantes, etc.


Localización y extracción del petróleo

El petróleo se halla distribuido en muchos lugares del mundo, pero siempre en aquellos en los cuales existieron sedimentos marinos. Existen ciertas zonas de nuestro planeta especialmente favorecidas, tales como las que bordean al Mar de las Antillas o Caribe, la sección meridional de los Estados Unidos, las
zonas Arábigas y Iránica del Golfo Pérsico, la costa occidental del Mar
Caspio, la oriental y suboriental de Rusia Europea y el Sahara en el
norte de Africa: lo son así mismo algunas islas de la República de
Indonesia y zonas restringidas de las costas pacíficas del Ecuador y el
Perú. También existen zonas petrolíferas en Europa (Sur de Francia,
norte de Alemania, Holanda, centro y sur de Italia, Austria y Polonia).
Los métodos de extracción son:
a) El de persecución.- se dejaba caer una pesada herramienta cortante
que se hacía subir y bajar dentro del suelo mediante un balancín; a
medida que la barra perforante profundizaba, se le adicionaba otra
barra, la cual se fijaba sólidamente a su extremo libre.
b) El de la sonda rotativa.- consiste en una mesa giratoria y horizontal
en cuyo centro se fija la sonda, constituida por un fuerte tubo de acero
(taladro), que lleva en su extremo inferior o perforante una pieza de
acero muy dura de bordes o cabeza cortante, a veces provista de
diamantes industriales, cuyo fin es perforar las rocas. A medida que la
sonda penetra en el terreno, se le adiciona nuevos tubos de la misma
sección que se atornilla en el extremo libre del tubo perforante, hasta
que la cabeza de éste llegue a yacimientos de petróleo. Este en algunos
casos está encerrado, en bolsones más o menos grandes, sólo o acompañado
de agua y gases que se comprimen más o menos energéticamente y lo
obligan a subir por el tubo-sonda hasta la superficie (flujo natural o
espontáneo). Cuando la presión de los gases y del agua no es suficiente,
hay que bombear el petróleo.
La localización de un yacimiento de éste importante combustible ya no se
realiza de modo empírico como se hacía al principio de la industria
petrolífera. Actualmente se emplean como auxiliares aparatos muy
sensibles como son el magnetómetro, el gravímetro, el sismógrafo y
otros.

La influencia del petróleo en la economía mundial

Esta influencia es considerable; en parte ha sustituido al carbón como combustible, y el 51% de la energía necesaria para la industria de nuestro tiempo, laproporciona este producto natural; del cual se obtiene numerosos
derivados por destilación fraccionada o pirólisis (procedimiento químico
para descomponer sustancias)

El petróleo, no es solo un combustible indispensable, sino también fuente de la cual se obtiene un número considerable de derivados que son indispensables para la industria e incluso en la vida doméstica

(petroquímica).
Su transportación, se realiza mediante los oleoductos, vagón-tanques, y
sobretodo en grandes buques.
Petroquímica

Es la industria que utiliza el petróleo o el gas como
materias primas para la obtención de productos químicos.
Productos que podemos obtener:

GASOLINA LIGERA: Destilada a partir del petróleo crudo, debe ser estabilizada, es decir, separada del butano y del propano y luego, con ayuda de un reactivo o de un catalizador, se neutraliza los compuestos sulfurados malolientes y corrosivos.

 

GASOLINA PESADA: Debe ser reformada para hacerla apta para servir en los motores de explosión.

Esta operación se efectúa en presencia de un catalizador de platino, hacia 500º centígrados y a una presión de 35 kilogramos por centímetro cuadrado.

Una reacción típica, acompañada de producción de hidrógeno, consiste en transformar en aromáticos los hidrocarburos de calidad inferior, los naftalenos.

Va acompañada de otras reacciones, principalmente de desulfuración, y da una gasolina de alto índice de octano, el supercarburante, propio para la alimentación de los motores de elevado coeficiente o grado de comprensión.

 

GASOLINA DE AVIACIÓN: Se obtiene por síntesis a partir de hidrocarburos gaseosos. Esta acción (alquilación) utiliza el ácido sulfúrico o fluorhídrico como catalizador. La calidad final de carburantes es mejorada por la incorporación de plomo tetraélico.

 

PETRÓLEO LAMPANTE (QUEROSENO): Se obtiene por destilación del petróleo, corrientemente utilizado, antes que su empleo en quinqués y lámparas de mecha fuera reemplazado paulatinamente por alumbrado eléctrico.

Sirve igualmente como combustible para ciertas estufas. Su punto de inflamación no puede rebasar los 40º centígrados, a fin de limitar estrictamente la adicción de gasolina, que lo haría demasiado inflamable.

Una importante aplicación del queroseno consiste en la preparación de carburreactores, o carburantes especiales para motores de reacción de aviones.

 

GAS-OIL: Carburante propio para motores diesel rápidos. Debe ser desulfurado por hidrogenación catalítica.

Si el crudo contiene un exceso con relación a la gasolina, puede ser5 sometido a una operación de cracking a 500º centígrados, en presencia de un catalizador de cobalto-molibdeno.

La gasolina que se obtiene es de excelente calidad.

 

FUEL-OIL: Son los residuos pesados de la destilación o del cracking (aceites combustibles), o mazut, utilizados para la calefacción doméstica o industrial.

 

PRODUCTOS PESADOS: Son los provenientes de una destilación al vacío del residuo de primera destilación y del desasfaltado de este residuo al vacío.

Son los aceites, parafinas y betunes.

Estas materias deben ser tratadas con ayuda de un disolvente (fenol o sulfuros) para extraer de ellas los compuestos inestables y aromáticos.