Trabajo de investigación sobre

El Petróleo

CRACKING Y PIRÓLISIS

Desarrollado por:

Fecha : 28/11/2002

Asignatura : Química

Profesor :

Introducción

El presente trabajo consiste en una investigación acerca del petróleo. El objetivo principal es mostrar lo que significan los procesos de craqueo térmico, o pirólisis a presión y craqueo catalítico.

Para esto, en el desarrollo se pretende explicar de la forma más clara y completa posible algunos de los aspectos más importantes sobre él, desde su origen y descubrimiento, donde se hace alusión a algunos datos históricos, hasta todos los procesos que se han utilizado a lo largo de la historia, y que se utilizan hoy en día, como los son su refinación, destilación, o craqueo, para que el lector obtenga la información completa.

Finalizada la investigación se encuentran imágenes que buscan familiarizar más al lector con el tema.

Cabe destacar que en este trabajo encontrará datos que ponen énfasis en los derivados del petróleo, sus aplicaciones a nuestra vida cotidiana, su formación, su origen, sus procesos y la gran cantidad de cosas que se pueden hacer con él.

Ahora lo invito a continuar con su lectura.

El Petróleo

I.- Descubrimiento del petróleo

Las primeras referencias que se tienen del petróleo en la antigüedad es la presencia de emanaciones de gases espontáneamente inflamadas desde el suelo. En otras oportunidades, el petróleo se manifestaba en corrientes de agua, siendo recogido y empleado en diversos usos como ungüento para curar las heridas, enfermedades de la piel o dar masaje a los músculos reumáticos.

Su existencia fue conocida desde hace mucho tiempo Los egipcios lo utilizaron para sus embalsamamientos y para usos medicinales; y en Babilonia se empleó para unir los mosaicos y piedras en las construcciones. Según Diodoro, se utilizaba asimismo el petróleo en Babilonia como combustible, y Plinio mencionó el manantial de Agrigento, que suministraba el aceite mineral de Sicilia para lámparas. También fue empleado para calafatear buques y como material de construcción en Mesopotamia.

La existencia del asfalto en el mar Muerto es mencionada por Moisés, y más tarde se ocupa de ella Estragón. Marco Polo, en la narración de sus viajes, describió el empleo del petróleo para el alumbrado que era transportado en camellos hasta Bagdad. La primera noticia segura referente a manantiales estadounidenses la proporcionó el monje franciscano Roche d'Aillon, quien enumeró en el estaco de Nueva York (EE.UU) gran cantidad de ellos.

II. Cómo se forma el petróleo.

El petróleo es un líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas. 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 van acumulándose 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

III- Usos del petroleo

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 o textiles y para generar electricidad.

Los productos derivados del petróleo, son de gran aplicación en la vida cotidiana; entre ellos las parafinas y aceites blancos , utilizados para la fabricación de cosméticos, perfumes, lociones capilares, cremas, embrocaciones y ungüentos, y los aceites, en la conservación de alimentos, tales como carne, queso, huevos y frutos secos, y en la fabricación de barnices, jabones en polvo y tintas coloreadas; las ceras minerales, para la confección de velas y envolturas impermeables; las bencinas pesadas , para los neumáticos, cintas de máquinas de escribir, papel carbón y tintas de imprenta, etc.

Asimismo, la joven industria petroquímica ha proporcionado un número cada vez mayor de materiales sintéticos: seda artificial, tintes, abonos, plásticos, caucho y detergentes, y de los subproductos como la parafina y el metano que en la actualidad tienen poca aplicación se tratará de obtener proteínas.

Por los procedimientos expuestos se obtiene la gran cantidad de combustibles líquidos utilizados en todo el mundo y muchos productos (gasolina, disolventes de pintura, paludrina, tintes, fibras para hacer nailon, etc.) que hacen del petróleo un elemento de primera importancia; es esa la razón por la cual su explotación se ha generalizado en todo el mundo.

IV.- Ubicación y extracción del petróleo.

Generalmente se encuentra encerrado en los espacios que hay entre los granos de arena que forman las rocas llamadas areniscas, que pueden ser de origen marino, fluvial, glacial o lacustre.

Cuando estas areniscas son "petrolíferas", el petróleo se encuentra ocupando los poros de éstas al igual que el agua en una esponja. También es posible encontrar petróleo en grietas y cavidades y en otras rocas sedimentarias como las calizas y dolomitas.

Debido a los intensos movimientos telúricos ocurridos en el pasado geológico, las rocas sufrieron deformaciones que produjeron, en algunos casos, "trampas". Estas son condiciones estructurales más favorables para una mayor acumulación de petróleo dentro de la roca contenedora, dando origen a un yacimiento o acumulación comercial de hidrocarburo.

Dentro del yacimiento, como consecuencia de sus diferentes pesos específicos, encontramos al petróleo acumulado sobre el agua salada, que siempre lo acompaña, y por debajo del gas natural, que ocupa la parte superior de la trampa.

Las reservas petrolíferas se encuentran bajo la superficie terrestre a cientos o a miles de metros de profundidad y el único método seguro para ubicarlas, son los Sondajes Exploratorios.

Hoy en día, la técnica más utilizada para extraer el petróleo de los pozos es mediante la perforación rotatoria. Este método emplea tubos cilíndricos de acero (barras de perforación) acoplados a un tambor o mesa rotatoria mediante la cual se les imprime una rápida rotación. Un pozo que ha sido perforado y entubado hasta llegar a la zona donde se encuentra el petróleo, está listo para empezar a producir. Desde los separadores, por medio de cañerías, el crudo es enviado a los aparatos especiales donde se separan de él el gas y el agua. A través de otras cañerías, conocidas como gasoductos se conduce el gas a diferentes sitios para su empleo como combustible o para tratamiento posterior y otras cañerías (oleoductos) conducen el petróleo a los estanques de almacenamiento desde donde se les envía a su destino.

V.- Refinación

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 desde donde se transporta a una refinería en camiones, por tren, en barco o a través de un oleoducto. Todos los campos petroleros importantes están conectados a grandes oleoductos.

VI.- Destilación básica

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.

A ) Craqueo térmico: El proceso de craqueo térmico, o pirólisis 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 recirculaban los fluidos; el proceso funcionaba durante un tiempo mucho. Muchos refinadores adoptaron este proceso de pirólisis a presión.

B) Alquilación y craqueo 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.

Imágenes

Bibliografía

El presente trabajo se desarrolló obteniendo material de las siguientes fuentes:

• Enciclopedia Encarta 2002

• Internet: http://www.google.cl

- Icarito Año 98 Numero: 54

Conclusión

El petróleo ha sido y actualmente continua siendo de gran utilidad para toda la humanidad. La vida sin el petróleo no podría ser como la conocemos, pues no sería posible la creación y utilización de muchas cosas que para nosotros resultan tan cotidianas. Desde la antigüedad se lo utilizó de diferentes maneras, y las técnicas para su extracción fueron evolucionando pero lamentablemente las reservas disponibles cada vez son menores por lo tanto parece evidente que en el futuro harán falta fuentes de energía alternativas, como la energía geotérmica, la energía solar y la energía nuclear.