Petróleo

Fuentes de energía. Industria petrolífera. Productos petrolíferos. Historia y evolución. Características. Prospección. Refinación. Derivados y usos

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  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 25 páginas

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INDICE.

TEMA PÁG.

INTRODUCCIÓN 2

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL

APROVECHAMIENTO DEL PETRÓLEO. 3

ORIGEN DEL PETRÓLEO 5

CARACTERÍSTICAS DEL PETRÓLEO. 7

PROSPECCIÓN. 8

PERFORACIÓN DE POZOS PETROLÍFEROS. 9

RECUPERACIÓN DE PETRÓLEO. 11

TRANSPORTE DEL PETRÓLEO. 12

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO. 13

INDICE O NÙMERO DE OCTANOS. 16

DERIVADOS Y USOS DEL PETRÓLEO. 18

MAPA CONCEPTUAL 20

GLOSARIO. 21

OPINIÓN CRÍTICA. 23

CONCLUSIÓN/ BIBLIOGRAFÍA. 24

INTRODUCCIÓN.

Inimaginable es la importancia del petróleo en el mundo. Los países que lo poseen no solamente están en condiciones de su desarrollo, sino también, mediante la venta de este producto natural a los países que lo requieren originan una de las más firmes bases de su riqueza. Por lo tanto, la existencia de yacimientos del "oro negro", como es llamado, en una región confiere a ésta grandes oportunidades e importancia en el actual mundo globalizado. El petróleo, como todos saben, es una gran fuente de riqueza, no solamente cumpliendo su característica principal como combustible, sino que también sus derivados son muy comercializados: plásticos, solventes, productos químicos industriales, detergentes, fibras sintéticas, y otros. Por esto y otras causas el petróleo se ha vuelto indispensable.

En el presente trabajo se presentan el origen, composición, modos de extracción, refinación, derivados, y otras propiedades del petróleo las que demostrarán al lector la importancia de este "vital" elemento en la vida de los seres humanos.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL APROVECHAMIENTO DEL PETRÓLEO.

Por los antiguos relatos sobre antiguas civilizaciones, se sabe que el hombre conoció el petróleo desde tiempos remotos y lo aprovechó de diversas formas. En algunas regiones surgía espontáneamente por fallas geológicas del terreno y, al estar expuesto al aire, sus componentes más volátiles se evaporaban, quedando un líquido viscoso y oscuro que fue conocido como betún o asfalto.

Los hombres del paleolítico usaban el betún como argamasa en sus construcciones. También se mencionaba en la Biblia las instrucciones que le dio Jehová a Noé para que lo usara en la impermeabilización del arca. Los chinos lo utilizaban para iluminar y temperar sus hogares hace más de 2000 años. Por otra parte, los griegos llenaban de petróleo una vasija de cuero en la que colocaban una mecha, al momento de lanzarla sobre el enemigo encendían la mecha y el arquero agujeraba esta bomba, justo cuando estaba sobre el barco del otro bando.

Durante mucho tiempo se empleó 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 podía 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. Por ejemplo, el británico James Young y otros comenzaron a fabricar diversos productos a partir del petróleo, aunque después Young centró sus actividades en la destilación de carbón y la explotación de esquistos petrolíferos. En 1852, el físico y geólogo canadiense Abraham Gessner obtuvo una patente para producir a partir de petróleo crudo un combustible para lámparas relativamente limpio y barato, el queroseno. Tres años más tarde, el químico estadounidense Benjamin Silliman publicó un informe que indicaba la amplia gama de productos útiles que se podían obtener mediante la destilación del petróleo. 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, el Coronel, en 1859. Drake, contratado por el industrial estadounidense George H. Bissell —que también proporcionó a Sillimar muestras de rocas petroleras para su informe—, perforó en busca del supuesto `depósito matriz', del que parece ser surgían las filtraciones de petróleo de Pennsylvania occidental. El depósito encontrado por Drake era poco profundo (21,2 m) y el petróleo era de tipo parafínico, muy fluido y fácil de destilar.

El éxito de Drake marcó el comienzo del rápido crecimiento de la moderna industria petrolera. La comunidad científica no tardó en prestar atención al petróleo, y se desarrollaron hipótesis coherentes para explicar su formación, su movimiento ascendente y su confinamiento en depósitos. Con la invención del automóvil y las necesidades energéticas surgidas en la I Guerra Mundial, la industria del petróleo se convirtió en uno de los cimientos de la sociedad industrial.

ORIGEN DEL PETRÓLEO.

Existen diversas opiniones sobre su origen, que pueden concretarse en las siguientes tres teorías: química, volcánica y orgánica.

Teoría química de Mendeléev

Sostiene que el petróleo se originó por acción del agua sobre carburos metálicos, con formación de acetileno y metano y polimerizaciones posteriores. Pero esta teoría ha sido actualmente abandonada, porque en la naturaleza se encuentran pocos carburos metálicos en relación con la gran cantidad de petróleo existente.

Teoría volcánica de Thomas Gold

Sugiere que el gas metano que suele encontrarse en los yacimientos de petróleo, pudo haberse generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formación de la Tierra hace millones de años. Esta teoría está generando cada día más adeptos debido a que la NASA ha probado que las atmósferas de otros planetas tienen gran contenido de metano.

Teoría orgánica de Engler

Dice que 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.

CARACTERÍSTICAS DEL PETRÓLEO.

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:

A.- Petróleo de tipo parafínico: 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. Son de color claro, fluidos y de baja densidad (0,75 a 0,85 g/ml.). De éstos se extrae gran cantidad de gasolina, queroseno y aceites lubricantes.

B.- Petróleo de tipo asfáltico: Las moléculas características del petróleo asfáltico son los naftenos, que contienen exactamente el doble de átomos de hidrógeno que de carbono. Son negros, viscosos y de elevada densidad (0,95 g/ml.). De éstos se extrae poca gasolina y aceite combustible (fuel oil). Queda residuo asfáltico.

C.- Petróleo de base mixta: El petróleo de base mixta contiene hidrocarburos de ambos tipos.

PROSPECCIÓN.

La prospección de las acumulaciones de petróleo debe iniciarse por la búsqueda de una roca cuya formación se haya realizado en un medio propicio, es decir, sedimentaria en un fondo de una bahía o en medio marino o lagunar profundo, y en un ambiente químico reductor. Dicha roca debe ser suficientemente porosa como para almacenar una cantidad rentable de líquido, y tener una permeabilidad que permita su circulación. El tercer requisito es la localización de trampas que hayan permitido la concentración del petróleo en puntos determinados de la roca (anticlinales, fallas, acuñamientos, etc.) y mantengan unas condiciones hidrodinámicas propicias. También se requieren tiempo y espacio suficientes para la formación de la roca madre, de la roca almacén y de las trampas.

Los procedimientos de investigación se inician con el estudio de la bibliografía y cartografía reciente del sector; se sigue luego por estudios de geología de superficie, análisis de los testigos de sondeo, y estudios magnéticos, gravimétricos y sísmicos.

Los métodos magnéticos registran las distorsiones del campo terrestre debidas a las variaciones de susceptibilidad magnética y del magnetismo permanente de las rocas. La prospección magneto métrica aérea permite detectar con rapidez las anomalías importantes de la estructura del zócalo en áreas muy extensas; se realiza mediante un aparato sujeto al avión, que se orienta automáticamente según el vector del campo magnético terrestre y mide su intensidad total. Así se detectan anomalías magnéticas de carácter local, que están a menudo relacionadas con accidentes del zócalo; otras veces sirven para determinar el espesor delas capas sedimentarias (puesto que éstas no son, por lo general, magnéticas), y delimitar así la cuenca sedimentaria antes de iniciar sondeos.

Los métodos gravimétricos miden las fluctuaciones del campo de gravedad terrestre. Se utilizan especialmente para la localización de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petróleo. Ello se debe a que la sal tiene una densidad mucho menor que otros tipos de sedimentos, y las acumulaciones salinas se señalan con un mínimo gravimétrico.

Los métodos sísmicos se basan en la creación de un campo artificial de ondas sísmicas mediante cargas explosivas; dichas ondas se propagan según la elasticidad de las capas, y son recogidas, tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie. Estos métodos facilitan una información más precisa que los anteriores sobre las anomalías de estructura; pero, de todos modos, el sondeo de reconocimiento sigue siendo de gran importancia en la prospección, a pesar de su elevado coste.

PERFORACIÓN DE POZOS PETROLÍFEROS.

El primer pozo que se perfora en un área geológicamente inexplorada se denomina "pozo exploratorio" y en el lenguaje petrolero se clasifica "A-3". De acuerdo con la profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona el equipo de perforación más indicado.

Equipo de perforación.

Los principales elementos que conforman un equipo de perforación, y sus funciones, son los siguientes:

  • Torre de perforación o taladro: Es una estructura metálica en la que se concentra prácticamente todo el trabajo de perforación.

  • Tubería o "sarta" de perforación: Son los tubos de acero que se van uniendo a medida que avanza la perforación.

  • Brocas: Son las que perforan el subsuelo y permiten la apertura del pozo.

  • Malacate : Es la unidad que enrolla y desenrolla el cable de acero con el cual se baja y se levanta la "sarta" de perforación y soporta el peso de la misma.

  • Sistema de lodos: Es el que prepara, almacena, bombea, inyecta y circula permanentemente un lodo de perforación que cumple varios objetivos: lubrica la broca, sostiene las paredes del pozo y saca a la superficie el material sólido que se va perforando.

  • Sistema de cementación: Es el que prepara e inyecta un cemento especial con el cual se pegan a las paredes del pozo tubos de acero que componen el revestimiento del mismo.

  • Motores: Es el conjunto de unidades que imprimen la fuerza motriz que requiere todo el proceso de perforación.

El tiempo de perforación de un pozo dependerá de la profundidad programada y las condiciones geológicas del subsuelo. En promedio se estima entre dos a seis meses. La perforación se realiza por etapas, de tal manera que el tamaño del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez más angosto. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubería de menor tamaño en cada sección. Así, por ejemplo, un pozo que en superficie tiene un diámetro de 26 pulgadas, en el fondo puede tener apenas 8.5 pulgadas.

Durante la perforación es fundamental la circulación permanente de un "lodo de perforación", el cual da consistencia a las paredes del pozo, enfría la broca y saca a la superficie el material triturado. Ese lodo se inyecta por entre la tubería y la broca y asciende por el espacio anular que hay entre la tubería y las paredes del hueco. El material que saca sirve para tomar muestras y saber qué capa rocosa se está atravesando y si hay indicios de hidrocarburos. Durante la perforación también se toman registros eléctricos que ayudan a conocer los tipos de formación y las características físicas de las rocas, tales como densidad, porosidad, contenidos de agua, de petróleo y de gas natural. Igualmente se extraen pequeños bloques de roca a los que se denominan "corazones" y a los que se hacen análisis en laboratorio para obtener un mayor conocimiento de las capas que se están perforando. Para proteger el pozo de derrumbes, filtraciones o cualquier otro problema propio de la perforación, se pegan a las paredes del hueco, por etapas, tubos de revestimiento con un cemento especial que se inyecta a través de la misma tubería y se desplaza en ascenso por el espacio anular, donde se solidifica. La perforación debe llegar y atravesar las formaciones donde se supone se encuentra el petróleo. El último tramo de la tubería de revestimiento se llama "liner de producción" y se fija con cemento al fondo del pozo. Al finalizar la perforación el pozo queda literalmente entubado (revestido) desde la superficie hasta el fondo, lo que garantiza su consistencia y facilitará posteriormente la extracción del petróleo en la etapa de producción.

El común de la gente tiene la idea de que el petróleo brota a chorros cuando se descubre, como ocurría en los inicios de la industria petrolera. Hoy no es así. Para evitarlo, desde que comienza la perforación se instala en la boca del pozo un conjunto de pesados equipos con diversas válvulas que se denominan "preventoras".

Desde el momento en que se inicia la investigación geológica hasta la conclusión del pozo exploratorio, pueden transcurrir de uno a cinco años. La perforación se adelanta generalmente en medio de las más diversas condiciones climáticas y de topografía: zonas selváticas, desiertos, áreas inundables o en el mar.

Cuando se descubre el petróleo, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "avanzada", con el fin de delimitar la extensión del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, así como la calidad del mismo.

Los procedimientos de perforación submarina han progresado ampliamente después de la segunda guerra mundial; la torre o “derrick” y todo el equipo de perforación se instalan en grandes barcazas, o en plataformas, si los fondos no son demasiado profundos. El coste de estas perforaciones, llamadas “offshore”, es, naturalmente, muy superior al de los pozos terrestres, pero el agotamiento gradual de los yacimientos, sobre todo en EE.UU., ha incitado a buscar el petróleo cada vez más mar adentro.

En la exploración petrolera los resultados no siempre son positivos. En la mayoría de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. En cambio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversión de alto riesgo.

RECUPERACIÓN DE PETRÓLEO.

Cuando la producción primaria se acerca a su límite económico, es posible que sólo se haya extraído un pequeño porcentaje del crudo almacenado, que en ningún caso supera el 25%. Por ello, la industria petrolera ha desarrollado sistemas para complementar esta producción primaria, que utiliza fundamentalmente la energía natural del yacimiento. Los sistemas complementarios, conocidos como tecnología de recuperación mejorada de petróleo, pueden aumentar la recuperación de crudo, pero sólo con el coste adicional de suministrar energía externa al depósito. Con estos métodos se ha aumentado la recuperación de crudo hasta alcanzar una media global del 33% del petróleo presente. En la actualidad se emplean dos sistemas complementarios: la inyección de agua y la inyección de vapor.

Inyección de agua.  

En un campo petrolífero explotado en su totalidad, los pozos se pueden perforar a una distancia de entre 50 y 500 m, según la naturaleza del yacimiento. Si se bombea agua en uno de cada dos pozos, puede mantenerse o incluso incrementarse la presión del yacimiento en su conjunto. Con ello también se puede aumentar el ritmo de producción de crudo; además, el agua desplaza físicamente al petróleo, por lo que aumenta la eficiencia de recuperación. En algunos depósitos con un alto grado de uniformidad y un bajo contenido en arcilla o barro, la inundación con agua puede aumentar la eficiencia de recuperación hasta alcanzar el 60% o más del petróleo existente. La inyección de agua se introdujo por primera vez en los campos petrolíferos de Pennsylvania a finales del siglo XIX, de forma más o menos accidental, y desde entonces se ha extendido por todo el mundo.

Inyección de vapor.  

La inyección de vapor se emplea en depósitos que contienen petróleo muy viscoso. El vapor no sólo desplaza el petróleo, sino que reduce mucho la viscosidad (al aumentar la temperatura del yacimiento), con lo que el crudo fluye más deprisa a una presión dada. Este sistema se ha utilizado mucho en California, Estados Unidos, y Zulia, Venezuela, donde existen grandes depósitos de este tipo de petróleo.

TRANSPORTE DEL PETRÓLEO.

En el mundo del petróleo los oleoductos y los buques tanqueros son los medios por excelencia para el transporte del crudo. El paso inmediato al descubrimiento y explotación de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinación o a los puertos de embarque con destino a la exportación. Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinación y/o de embarque. La capacidad de transporte de los oleoductos varía y depende del tamaño de la tubería. Es decir, entre más grande sea el diámetro, mayor la capacidad. En Colombia hay oleoductos desde 6 hasta 36 pulgadas de diámetro. Estas líneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y atraviesan la más variada topografía. En Colombia generalmente van enterradas a 1.50/2.0 metros de profundidad. En la parte inicial del oleoducto una "estación de bombeo" impulsa el petróleo y, dependiendo de la topografía por donde éste pase, se colocan estratégicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de gran altura, como las cordilleras en Colombia. Los oleoductos disponen también de válvulas que permiten controlar el paso del petróleo y atender oportunamente situaciones de emergencia, como las que periódicamente ocurren en Colombia por efecto de las voladuras. El gas natural se transporta en idénticas circunstancias, pero en este caso la tubería se denomina "gasoducto". Hay ductos similares que cumplen funciones específicas: poliductos para gasolinas, acpm y otros derivados; propanoductos para gas propano, combustoleoductos para combustóleo, etc.

Los buque-tanques son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente diseñados para el transporte de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio de transporte más utilizado para el comercio mundial del petróleo. La capacidad de estas naves varía según el tamaño de las mismas y de acuerdo con el servicio y la ruta que cubran. Algunas pueden transportar cientos de miles de barriles e incluso millones. En Colombia Ecopetrol utilizó para sus exportaciones el FSU Coveñas, un tanquero que almacenaba 2 millones de barriles.

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO.


Para obtener a la vez productos de características precisas y utilizar de la manera más rentable posible las diversas fracciones presentes en el petróleo es necesario efectuar una serie de operaciones de tratamiento y transformación de la materia prima, que constituyen, en conjunto, el proceso de refinación de los petróleos crudos. Un análisis de laboratorio proporciona primeramente indicaciones sobre la cantidad y calidad de los productos acabados que se pueden extraer del petróleo crudo; una fuerte tensión de vapor revela la presencia de gas, mientras que una densidad y viscosidad elevadas son indicio de una reducida proporción de gasolina o de un contenido importante de parafina o betún.

PROCESO TOPPING O DESTILACIÓN FRACCIONADA.  

La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo crudo empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan a temperaturas más bajas, y a medida que aumenta la temperatura se van evaporando las moléculas más grandes. El primer material destilado a partir del crudo es la fracción de gasolina, seguida por la nafta y finalmente el queroseno. En las antiguas destilerías, el residuo que quedaba en la caldera se trataba con ácido sulfúrico y a continuación se destilaba con vapor de agua. Las zonas superiores del aparato de destilación proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras que las zonas inferiores suministraban ceras y asfalto. A finales del siglo XIX, las fracciones de gasolina y nafta se consideraban un estorbo porque no existía una gran necesidad de las mismas; la demanda de queroseno también comenzó a disminuir al crecer la producción de electricidad y el empleo de luz eléctrica. Sin embargo, la introducción del automóvil hizo que se disparara la demanda de gasolina, con el consiguiente aumento de la necesidad de crudo.

PIRÓLISIS O CRACKING TÉRMICO.

 El proceso de craqueo térmico, o pirolisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo por aumentar el rendimiento de la destilación. En este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de gasolina —compuesta por este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de crudo. No obstante, la eficiencia del proceso era limitada porque, debido a las elevadas temperaturas y presiones, se depositaba una gran cantidad de coque (combustible sólido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez, exigía emplear temperaturas y presiones aún más altas para craquear el crudo. Más tarde se inventó un proceso en el que se reciclaban los fluidos; el proceso funcionaba durante un tiempo mucho mayor con una acumulación de coque bastante menor. Muchos refinadores adoptaron este proceso de pirólisis a presión.

H H H

C C C C H

H C C C C

C H H H H Octano

H C

Hexadecano H C C H H C C H

H C = C H C H

4- Octeno

INDICE O NÙMERO DE OCTANOS.

Para Valorar el rendimiento de una nafta, es necesario conocer el índice o número de octanos, que permite determinar la capacidad de una nafta para el buen funcionamiento de motores de combustión interna. El octanaje de una nafta se determina comparando el comportamiento de dicha nafta en un motor standard de prueba con el de una mezcla formada por dos hidrocarburos: isooctano (2,2,4 trimetilpentano) y heptano normal. El primero es un excelente combustible para motores por sus propiedades antidetonantes y se le designa un índice de octanos igual a 100; el n-heptano detona con facilidad: se le designa un índice de octanos igual a 0.

C H C H

C H C C H C H C H C H C H C H C H C H C H C H

C H

Isooctano (ìndice = 100) N - heptano (índice = 0)

El porcentaje de 2,2,4 trimetrilpentano, en la mezcla que se comporta de igual modo que la nafta cuyo rendimiento se quiere valorar, es el índice de octanos del combustible. Por ejemplo, si la mezcla artificial contiene un 80% de isooctano y un 20% de n-heptano, el número de octanos de la nafta es 80.

Se puede aumentar el octanaje de las naftas con el empleo de ciertos aditivos, que actúan evitando la detonación causada por la combinación de los hidrocarburos. El más utilizado es el tetraetil-plomo ( C H ) Pb.

MÉTODOS PARA MEJORAR LAS NAFTAS.

Como la presencia de alcanos ramificados e Hidrocarburos bencénicos aumenta el índice de octanos, la tecnología moderna del petróleo ha desarrollado procesos de mejoramiento:

ALAQUILACIÓN Y CRACKING CATALÍTICO.

 En la década de 1930 se introdujeron otros dos procesos básicos, la alquilación y el craqueo catalítico, que aumentaron adicionalmente la gasolina producida a partir de un barril de crudo. En la alquilación, las moléculas pequeñas producidas por craqueo térmico se recombinan en presencia de un catalizador. Esto produce moléculas ramificadas en la zona de ebullición de la gasolina con mejores propiedades (por ejemplo, mayores índices de octano) como combustible de motores de alta potencia, como los empleados en los aviones comerciales actuales.

En el proceso de craqueo catalítico, el crudo se divide (craquea) en presencia de un catalizador finamente dividido. Esto permite la producción de muchos hidrocarburos diferentes que luego pueden recombinarse mediante alquilación, isomerización o reformación catalítica para fabricar productos químicos y combustibles de elevado octanaje para motores especializados. La fabricación de estos productos ha dado origen a la gigantesca industria petroquímica, que produce alcoholes, detergentes, caucho sintético, glicerina, fertilizantes, azufre, disolventes y materias primas para fabricar medicinas, nailon, plásticos, pinturas, poliésteres, aditivos y complementos alimentarios, explosivos, tintes y materiales aislantes.

DERIVADOS Y USOS DEL PETRÓLEO.

Los siguientes son los diferentes productos derivados del petróleo y su utilización:

Gasolina motor corriente y extra: Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.

Turbocombustible o turbosina: Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.

Gasolina de aviación: Para uso en aviones con motores de combustión interna.

ACPM o Diesel: De uso común en camiones y buses.

Queroseno: Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".

Cocinol: Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.

Gas propano o GLP: Se utiliza como combustible doméstico e industrial.

Bencina industrial: Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico

Combustóleo o Fuel Oil: Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

Disolventes alifáticos: Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

Asfaltos: Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

Bases lubricantes: Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.

Ceras parafínicas: Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.

Polietileno: Materia prima para la industria del plástico en general

Alquitrán aromático (Arotar): Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente

Acido nafténico: Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas

Benceno: Sirve para fabricar ciclohexano.

Ciclohexano: Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico con destino al nylon.

Tolueno: Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.

Xilenos mezclados: Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.

Ortoxileno: Es la materia prima para la producción de anhídrico ftálico.

Alquilbenceno: Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes.

El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos. En Colombia, de otro lado, se extrae un petróleo pesado que se llama Crudo Castilla, el cual se utiliza para la producción de asfaltos y/o para mejoramiento directo de carreteras, así como para consumos en hornos y calderas.

El gas natural sirve como combustible para usos doméstico, industriales y para la generación de energía termoeléctrica.

En el área industrial es la materia prima para el sector de la petroquímica. A partir del gas natural se obtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plásticos.

Del gas natural también se puede sacar gas propano. Esto es posible cuando el gas natural es rico en componentes como propanos y butanos, corrientes líquidas que se le separan.

GLOSARIO.

Alcano: Nombre que se da a los hidrocarburos saturados. Fórmula general Cn Hzn + z.

Alqueno: Nombre que se da a los hidrocarburos no saturados, que tienen un doble enlace. Fórmula general Cn H2n.

Alquino: Hidrocarburo con triple enlace.

Aromáticos: Relativo a los hidrocarburos de la serie cíclica y sus derivados.

Benceno: Hidrocarburo volátil, C6H6, inflamable, obtenido en la destilación del carbón mineral o por síntesis; se usa como disolvente y es base de varios derivados.

Caloría (cal): Unidad de energía que se emplea para expresar energía calórica.

Carbonato : Sal del ácido carbónico.

Catálisis: Aceleración de una reacción química producida por la presencia de una sustancia que permanece aparentemente intacta.

Ciclohexano: Líquido volátil e incoloro con olor penetrante, de fórmula C6H12, que se produce por hidrogenación del benceno y por destilación del petróleo. Se usa principalmente como disolvente para resinas, aceites, pinturas y barnices, así como intermedio en la fabricación de otros productos químicos industriales y fibras de nailon. El punto de congelación del ciclohexano es de 6,55 °C y su punto de ebullición es de 80,74 °C.

Coque: Residuo del carbón de piedra, después de que, sometido a elevadas temperaturas, ha perdido sus sustancias volátiles; es un combustible que produce gran cantidad de calor.

Cracking: Proceso químico por el cual un compuesto químico, normalmente orgánico, se descompone o fracciona en compuestos más simples. El craqueo se realiza ya sea por la aplicación de calor y alta presión, mediante el proceso conocido como craqueo térmico, o bien por el craqueo catalítico, que es la combinación de calor y una catálisis.

Destilación fraccionada: Separación sucesiva de los líquidos de una mezcla aprovechando la diferencia entre sus puntos de ebullición.

Compuestos alifáticos: Extensa serie de moléculas orgánicas formadas esencialmente por cadenas lineales o ramificadas de átomos de carbono. Entre los compuestos alifáticos se encuentran los alcanos, alquenos y alquinos, y todos sus derivados. Los compuestos aromáticos, que son el otro grupo importante de moléculas orgánicas, forman estructuras de anillos cerrados.

Heptano: Hidrocarburo parafínico, líquido incoloro. Es uno de los constituyentes de la gasolina.

Hidrocarburo: Término general usado para los compuestos orgánicos que contienen solamente carbono e hidrógeno en su molécula.

Hulla: Carbón fósil que tiene entre un 75 y un 90 por ciento de carbono, y se conglutina al arder.

Isomerización: Reordenación interna de los átomos de una molécula a fin de obtener un isómero.

Moléculas cíclicas: Pueden contener átomos de elementos distintos al carbono; se llaman heteroátomos, y los más comunes son el azufre, el nitrógeno y el oxígeno, aunque se conocen otros como el boro, el fósforo y el selenio.

Moléculas lineales: y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termoestables (no se ablandan con el calor).

Octanaje: Número de octanos de un carburante.

Polietileno: Polímero termoplástico del etileno sólido y traslúcido.

Propano: Hidrocarburo saturado gaseoso, que se utiliza como combustible. Se halla en el petróleo en bruto.

Queroseno: Fracción de petróleo natural, obtenida por refinación y destilación, que se destina al alumbrado y se usa como combustible. También keroseno y kerosén.

Serie cíclica: La que forman los compuestos orgánicos que tienen cadena cerrada o se comportan químicamente como si la tuviesen; en contraposición a serie acíclica.

Tetraetilplomo: Pb(C2H5)4, es un aditivo de las gasolinas que actúa como antidetonante.

Valencia: Número que representa la capacidad de un átomo o radical individual para combinarse con otros átomos o radicales. El valor expresa el número de electrones que un átomo puede dar a —o aceptar de— otro átomo (o radical) durante una reacción química.

Xileno: Compuesto orgánico parecido al tolueno, que se encuentra en el alquitrán de hulla.

OPINIÓN CRÍTICA.

A mí parecer, el petróleo es un elemento muy importante para el funcionamiento del mundo. Desde su descubrimiento, ha logrado grandes avances para la humanidad. A partir de la revolución de la industria petrolera, ha logrado grandes avances para la economía y tecnología, ya que gracias a sus derivados (plásticos, medicamentos, TNT, alcohol, etc.), se pueden fabricar infinitos productos que facilitan la vida de los seres humanos. El conjunto de la sociedad, obtiene y utiliza estos productos, favoreciendo a los inversionistas, que fabricarán más de estos.

El petróleo causa catástrofes en el ecosistema, debido a los derrames vertidos en el mar, y que por supuesto son accidentales, provocados por fallas humanas o mecánicas, al transportar éste elemento en enormes barcos denominados buques-tanque. También se producen incendios de los yacimientos de petróleo perjudicando a la atmósfera, y la emisión de gases tóxicos liberados a partir de la quema de los combustibles derivados del petróleo (parafina, petróleo diesel, queroseno, etc.). Lo anterior se puede evitar sí éste elemento natural se utiliza de la forma correcta, convirtiéndolo en un producto de máxima eficiencia........ mientras no se termine.

CONCLUSIÓN.

Después de haber realizado el presente trabajo de investigación se llegó a las siguientes conclusiones:

El petróleo es una materia orgánica, derivada de la descomposición de los cadáveres de seres vivos en la prehistoria.

Está compuesto de una mezcla de hidrocarburos, proporcionando así la mayor cantidad de derivados posibles.

La consistencia varía dependiendo del lugar de dónde provenga, ya que los distintos yacimientos contienen petróleo de tipo parafínico, asfáltico o de base mixta.

La destilación fraccionada, alquilación y cracking catalítico, son algunos de los procesos a que es sometido el petróleo para mejorar su calidad.

Es útil para la fabricación de materiales útiles para la vida de los seres humanos, ya sean medicamentos, combustibles, componentes para formar otros materiales, plásticos, telas, etc.

Puede causar impactos ambientales severos si ocurren accidentes u otros (derrames, incendios de refinerías o yacimientos, etc.).

BIBLIOGRAFÍA.

Química orgánica / coordinación autoral / editorial KAPELUSZ S.A.

Química, Texto para el estudiante / Coordinación autoral.

Enciclopedia Larouse/ Coordinación autoral.

SOFWARE / WEB

Enciclopedia de la ciencia

Enciclopedia Microsoft Encarta 2002

Google.cl

Altavista.com

Icarito.cl

Petrolab.com

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