Petroquímica y sociedad; Susana Chow Pangtay

Química orgánica. Petróleo. Historia. Composición. Fraccionamiento. Motores de combustión interna. Octanajes de gasolina. Fabricación. Producción. Hidrocarburos. Productos intermedios. Necesidades primarias del hombre

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL VALLEJO

TEMA: SÍNTESIS DE LIBRO

(PETROQUÍMICA Y SOCIEDAD)

MATERIA: QUÍMICA II

GRUPO: 217

SECCION: A

CICLO ESCOLAR: 2003-2004

PETROQUÍMICA Y SOCIEDAD

El objetivo del libro es dar a conocer el cómo y donde se obtienen los materiales básicos, el cómo se transforman y que se obtiene de ello.

I. HISTORIA DEL PETROLEO

El petróleo se conoce desde la prehistoria. La Biblia lo menciona como betún o como asfalto.

Fue hasta 1895 que se necesito de la gasolina con la aparición de los primeros automóviles.

Cuando al fin se logro separar la fracción ligera de los gasóleos (fracción cruda de petróleo que sirve como energía), llamada diesel, el motor de Rudolph diesel se desarrollo ampliamente.

La principal ventaja de los motores de diesel con relación a los motores diesel con relación a los motores de combustión interna es que son más eficientes, ya que producen mas trabajo mecánico por litro. Nuestros automóviles solo aprovechan del 22 al 24% de la energía consumida, mientras que los de motor de diesel aprovechan un 35%.

COMBUSTIBLE

CONSUMO

Gas licuado LP

5,676,713 toneladas

Gasolina

18,800,419 m3

Turbosina

1,729,347 m3

Kerosina

1,191,155 m3

Diesel

11,688,963 m3

Consumo de combustibles en México durante 1985.

Esto se debe a tener en circulaciones vehículos con motores muy deficientes.

II. ORIGEN Y COMPOSICIÓN

DEL PETROLEO.

¿CÓMO SE FORMO ÉL PETROLEO?

Hay varias teorías pero la mas aceptada es la orgánica que supone que se origino por la descomposición de restos de restos animales y algas microscópicas asentadas en el fondo de las lagunas y en el curso inferior de los ríos.

Esta materia orgánica se cubrió paulatinamente con capas cada vez mas gruesas de sedimentos en determinadas condiciones de presión, temperatura y tiempo, se transformo lentamente en hidrocarburos con pequeñas cantidades de azufre, oxigeno, nitrógeno y trazas de metales como fiero, cromo, níquel y vanadio, cuya mezcla compone el petróleo crudo.

Estas conclusiones se fundamentan en la localización de los mantos petroleros, ya que todos se encuentran en terrenos sedimentarios.

¿QUÉ ES ÉL PETROLEO?

Es una mezcla de hidrocarburos. El petróleo crudo varia mucho en su composición, lo cual depende del yacimiento del cual provenga, pero en promedio podemos considerar que contiene entre un 83 y 86% de carbono y entre un 11 y un 13% de hidrógeno.

II. SEPARACIÓN DEL

PETROLEO EN

SUS FRACIONES

Primero se calienta curdo a 400° C para que entre vaporizado a la torre de destilación. Los primeros vapores que se licuan son los del gasoleo pesado a 300°C, después el gasoleo ligero a 200°C, luego la kerosina a 175°C, la nafta y por ultimo, la gasolina y gases combustibles que salen de la torre de fraccionamiento todavía en forma de vapor a 100°C.

En esta torre de fraccionamiento se destila a la presión atmosférica. Por lo tanto solo se pueden separar los hidrocarburos que contienen de 1 a 20 átomos de carbono.

En la torre de vació se obtienen solo dos fracciones, una de destilados y otra de residuos.

FRACCION

NÚM. DE ATOMOS DE C POR MOLECULA

Gas incondensable

C1- C2

Gas licuado (LP)

C3 - C4

Gasolina

C5 - C9

Kerosina

C10 - C14

Gasoleo

C15 - C23

Lubricantes y parafinas

C20 - C35

Combustoleo pesado

C25 - C35

Asfaltos

>C39

MEZCLA DE HIDROCARBUROS OBTENIDOS DE LA DESTILACIÓN FRACCIONADA DEL PETROLEO

IV. MOTORES DE COMBUSTIÓN

INTERNA Y OCTANAJES DE

GASOLINA

¿Qué son los motores de combustión interna?

Son los motores que queman el combustible en el interior del motor y no es externo como los motores de diesel.

¿Cómo trabajan los motores de combustión interna?

Trabajan en cuatro tiempos que son:

1.- Admisión- en este tiempo se absorbe la gasolina y el aire del carburador.

2.- Compresión- en este tiempo se comprime la mezcla.

3.- Explosión- en este tiempo se produce una chispa que inflama la mezcla produciendo una tremenda dilatación de los gases de combustión, moviendo el cigüeñal y las llantas.

4.- Escape.- en este tiempo los gases son expulsados por el mofle.

¿Qué significa el octanaje de una gasolina?

El octanaje de una gasolina es la menor o mayor cantidad de detonación de una gasolina con un valor máximo de 100.

V. FABRICACIÓN DE LA

GASOLINA COMERCIAL

Los procesos usados en las refinerías para hacer gasolinas son:

1.- Desintegración térmica: este proceso utiliza básicamente temperatura para romper las moléculas. Usados para hacer principalmente olefinas ligeras.

2.- Desintegración catalítica: se usa principalmente para obtener gasolinas de alto octano que se usan como gasoleo.

Los procesos para mejorar la gasolina natural son:

1.- Isomerización: en este proceso los hidrocarburos lineales se ramifican, aumentando el octanaje.

2.- Reformación: en este proceso no solo favorece la ramificación de hidrocarburos sino que también les permite ciclarse, formando anillos de seis átomos de carbono y después perder átomos de hidrógeno dándonos los hidrocarburos cíclicos llamados aromáticos.

VI. LOS PETROQUÍMICOS Y

SUS MATERIAS PRIMAS

¿Qué es la petroquímica?

La petroquímica comprende la elaboración de todos aquellos productos que se derivan de los hidrocarburos de petróleo y gas natural.

¿Cómo se obtienen las materias primas petroquímicas?

En tres pasos:

1.- Transformar los hidrocarburos vírgenes en productos con una reactividad química más elevada.

2.- Incorporar a las olefinas y a los aromáticos obtenidos en la primera etapa otros heteroatomos como cloro, oxigeno, nitrógeno, etc.

3.- Efectuar las operaciones finales que forman productos de consumo.

VII. PRODUCCIÓN DE

HIDROCARBUROS

BÁSICOS

OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Los aromáticos de mayor importancia en la industria petroquímica son: el benceno, el tolueno, y los xilenos.

Para producirlos se desarrollo el proceso denominado de desintegración catalítica cuya materia prima es la gasolina natural o nafta pesada.

Para separar los aromáticos entre sí, se puede utilizar cualquiera de los métodos siguientes:

  • destilación aceotropica

  • destilación extractiva

  • extracción con solvente

  • adsorción sólida

  • cristalización

  • VIII. RELACION ENTRE EL PRECIO

    DE LOS PETROQUÍMICOS Y ÉL

    CONSUMO DE LOS COMBUSTIBLES

    El consumo de combustibles ejerce una gran fuerza sobre el precio de los petroquímicos. A continuación se describe algunos de los factores que influyen en el consumo de combustibles afecte el precio de los petroquímicos.

    En primer lugar, todos los hidrocarburos usados como materia prima en petroquímica pueden usarse también como combustible.

    En segundo lugar el valor alterno como combustible de cualquier hidrocarburo es a su vez el valor mínimo que tendrá como materia prima petroquímica.

    Además el valor como combustible de los hidrocarburos incluye mucho mas que los costos de producción, transportación y manejo. Existen también factores políticos que pueden alterarlos gravemente.

    IX. PRODUCTOS INTERMEDIOS

    DE LA PETROQUÍMICA

    Este capitulo abarca la segunda etapa de las operaciones químicas, en la cual se introducen a las moléculas de las olefinas y aromáticos.

    También se incluyen los productos formados por adición de diferentes moléculas de hidrocarburos a los petroquímicos básicos.

    PRODUCTOS DERIVADOS DEL METANO

    El hidrógeno se obtiene cataliticamente quemando, parcialmente el metano en presencia de oxigeno y vapor de agua, con lo cual se obtiene una mezcla llamada gas de síntesis compuesta principalmente por CO, CO2 y H2. Las principales reacciones que intervienen son:

    Metano + agua !___! monóxido de carbono + hidrógeno

    Monóxido de carbono + agua !___! bióxido de carbono + hidrógeno

    X. POLIMEROS DERIVADOS

    DEL PETROLEO

    En este capitulo se describe los polímeros o resinas sintéticas que derivan de los petroquímicos básicos.

    A continuación se mencionan algunas de las materias primas petroquímicas usadas en la fabricación de estos polímeros.

    Metano _! urea, formaldehído, fosgeno, bióxido de carbono, amoniaco.

    Etileno _! cloruro de vinilo, etilenglicol, acetato de vinilo, estireno oxido de etileno, alcohol polivinilico.

    Propileno _! cloruro de alilo, epiclorhidrina, 2-etilhexil acrilato, butil acrilato, etil acrilato, metil acrilato, oxido de propileno, polioles, propilenglicol, acrilonitrilo.

    Butilenos _! butadieno, anhídrido maleico.

    Benceno _! estireno, ácido adipico, caprolactama, anilina, hexametilendiamina.

    Tolueno _! toluendiisocianato.

    Ortoxileno _! anhídrido ftálico.

    Metaxileno _! ácido isoftalico.

    Paraxileno _! ácido tereftalico y dimetil tereftalo.

    Los factores que han favorecido el mercado de plásticos son los precios de muchos materiales plásticos que son competitivos y a veces inferiores a todos los productos sintéticos.

    El aumento de uso de plásticos provoca un problema que no podemos ignorar: la contaminación por desechos no biodegradables.

    XI. HULE SINTETICO

    POLIBUTADIENO

    El polibutadieno es el polímero más importante para el procesamiento del hule sintético. Este es un polímero con propiedades muy parecidas a las del hule natural y se vende como substituto de este ultimo.

    HULE BUTADIENO-ESTIRENO (SBR)

    Este elastómero es un copolimero de butadieno con estireno conocido como SBR, GR-S o Buna S.

    HULE BUTANEIDO-ACRILONITRILO

    Un hule butadieno-acrilonitrilo es un copolimero de butaneido con estireno. Las diferencias se deben principalmente a la concentración de acrilonitrilo en el hule y a la cantidad de estabilizador empleado.

    NEOPRENOS

    Los neoprenos son hules sintéticos que se obtienen polimerizando el cloropreno.

    HULE BUTILO

    El hule butilo es un copolimero de isobuteno con pequeñas cantidades (2-3%) de isopropeno.

    XII. LOS PETROQUÍMICOS Y LAS

    NESECIDADES PRIMARIAS DEL

    HOMBRE

    VESTIDO

    Las prendas deportivas se hacen de lycra, una fibra elástica. El nylon y el spandex se usan en la fabricación de medias para dama.

    FIBRAS SINTETICAS

    Este tipo de fibras hechas por el hombre usan como materia prima productos petroquímicos para la elaboración del liquido viscoso

    ALIMENTACIÓN

    En la producción de alimentos agrícolas es necesario el uso de fertilizantes, insecticidas, herbicidas y fumigantes. En la ganadería y cría de otros animales domésticos es muy común el uso de complementos alimenticios y medicamentos veterinarios.

    Muchos de ellos se deriven del petróleo.

    AGRICULTURA

    Fertilizantes: son materiales agregados a la tierra para procurarle los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas y hacer que sus frutos sean abundantes.

    HERBICIDAS

    Existen mas de 1500 especies de hierbas que dañan los principales productos agrícolas, ocasionando los siguientes problemas:

    1.- Las hierbas consumen los nutrientes, la humedad, la luz y el espacio que requiere el cultivo para un crecimiento apropiado, y por lo tanto provocan una reducción en el rendimiento.

    2.- Dificultan el rendimiento de los cultivos, al contaminar las cosechas recogidas, lo que provoca la reducción de su calidad y precio.

    3.- Las hierbas permiten la proliferación de insectos que dañan los cultivos.

    4.- Algunas hierbas son venenosas para el ganado, animales silvestres y aun para el ganado.

    Por lo tanto, el uso de herbicidas permite sembrar mas alimentos y fibras en menos terreno, con menos mano de obra, y a un costo menor.

    INSECTICIDAS

    Los insecticidas son productos químicos que sirven para destruir insectos perjudiciales y se clasifican según sé mecanismo:

  • Insecticidas por ingestión- son los que matan por intoxicación alimenticia.

  • Insecticidas por inhalación

  • Insecticidas por contacto-son los más eficaces y comunes.

  • FUMIGANTES

    Los fumigantes son productos químicos que distribuyen el espacio en forma de gas. Deben existir en concentraciones que sean letales para los insectos.

    SALUD

    La petroquímica participa activamente en la salud del hombre.

    En la preparación de medicamentos genera los reactivos químicos que sirven para hacer productos fisiológicamente activos.

    XIII. CONCLUSIONES

    No importa en donde estemos, sea en la cocina, en el taller, en la escuela, en la oficina, en el hospital, en el campo, en la fabrica, estamos rodeados de productos derivados de la industria petroquímica.

    OPINIÓN

    ESTE LIBRO ME GUSTO PUES AL PRINCIPIO UNO PIENSA QUE LA PETROQUÍMICA NO TIENE O CASI NO TIENE RELACION CON LAS COSAS QUE UNO HACE DIARIAMENTE, PERO AL TERMINAR DE LEERLO UNO SE DA CUENTA DE QUE EN CUALQUIER LUGAR SÉ ENCUETRA ALGO RELACIONADO CON LA PETROQUÍMICA YA SEA EN ALIMENTOS, MEDICINA, EN TRANSPORTES O EN PLANTAS.

    ESTE LIBRO LO RECOMIENDO A TODOS, ADEMÁS, ES MUY FACIL DE ENTENDER CON EL METODO CON EL QUE ES EXPLICADO CADA TEMA.

    CUESTIONARIO

    1.-¿ Que es la petroquímica?

    La petroquímica es la industria que comprende la elaboración de todos aquellos productos que se derivan de los hidrocarburos de petróleo y gas natural.

    2.- ¿Qué relación crees que tenga la petroquímica con la sociedad?

    Yo creo que la relación que tiene es gigantesca pues se encuentra en todas las actividades sociales que tenemos no hay ninguna en la que no se encuentre.

    3.-¿ Que es el petróleo?

    Es una mezcla de hidrocarburos que depende de mucho de su variante composición

    4.-¿Cuál es la teoría más aceptada de la formación del petróleo?

    La orgánica que supone que se origino por la descomposición de restos de restos animales y algas microscópicas asentadas en el fondo de las lagunas y en el curso inferior de los ríos.

    5.-¿ Cómo se mide el octanaje de la gasolina?

    A mayor o menor tendencia a no producir cascabeleo se mide por el octanaje (o grado de octano).

    6.- Menciona algunos productos derivados del petróleo

    Metano, etileno, propileno, butileno, benceno, tolueno, ortoxileno, metaxileno, paraxileno.

    7.- Menciona dos procesos usados en las refinerías para producir gasolinas

    1.- Desintegración térmica: este proceso utiliza básicamente temperatura para romper las moléculas. Usados para hacer principalmente olefinas ligeras.

    2.- Desintegración catalítica: se usa principalmente para obtener gasolinas de alto octano que se usan como gasoleo.

    8.- Menciona los pasos para la la obtención de materias primas petroquímicas

    1.- Transformar los hidrocarburos vírgenes en productos con una reactividad química más elevada.

    2.- Incorporar a las olefinas y a los aromáticos obtenidos en la primera etapa otros heteroatomos como cloro, oxigeno, nitrógeno, etc.

    3.- Efectuar las operaciones finales que forman productos de consumo.

    9.-Explica que son los insecticidas y como se clasifican

    Los insecticidas son productos químicos que sirven para destruir insectos perjudiciales y se clasifican según su mecanismo:

  • Insecticidas por ingestión- son los que matan por intoxicación alimenticia.

  • Insecticidas por inhalación

  • Insecticidas por contacto-son los más eficaces y comunes.

  • 10.-Explica como interviene la petroquímica en la salud del hombre?

    La petroquímica participa activamente en la salud del hombre.

    En la preparación de medicamentos genera los reactivos químicos que sirven para hacer productos fisiológicamente activos.