Petróleo

Introducción:

Por lo general todos pensamos en el petróleo como un producto único y uniforme. Esto no es del todo cierto. Las características del petróleo varían de acuerdo al lugar de donde se extraen debido a que fueron formados por diferentes compuestos. Así, existen ciertas características básicas que permiten agrupar el petróleo de los diferentes lugares del mundo, siendo éstas las que le darán su valor comercial y las que determinarán su posible uso posterior.En esta investigación les explicare en sí que es el “material” llamado petróleo y les mencionare tipos de petróleo, además de mencionarlo les explicare los procesos de refinación del mismo y le mencionare de igual manera sus propiedades y que productos son realizados con él.

Objetivo:

El objetivo de esta investigación es informar sobre los procesos de refinación del petróleo mencionar los productos que se hacen a partir del mismo, sus beneficios y sus formas de aprovechamiento para la industria.

¿Qué es el Petróleo?

El Petróleo (o crudo, como también se le conoce) es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre, formado por la descomposición y transformación de restos animales y plantas que han estado enterrados a grandes profundidades durante varios siglos.

Características

Es un líquido de color oscuro, fluorescente con reflejos verdes o verde azulado.

Su densidad varía entre 0.615 hasta 0.994g/cm3

Insoluble en agua y soluble en éter, benceno, cloroformo, etc.

Viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo.

Tipos de Petróleo

La presencia en diversas cantidades de cada uno de los elementos químicos (orgánicos e inorgánicos) que componen el petróleo, determinan sus características particulares como el color, densidad, viscosidad, entre otras, las que nos permiten clasificarlo de diferentes maneras.Los tipos de petróleo pueden ser determinados de distintos modos en función al criterio que se desee considerar como predominante, siendo los más comunes:

Por su composición química

Este tipo de clasificación depende estrictamente de la presencia de ciertos componentes químicos en el petróleo, así como de la unión de éstos en elementos más complejos. Su importancia radica en las características particulares que cada uno de estos elementos le añade al petróleo. Así tenemos que se puede clasificar en:

Parafínico: cuyo componente principal es el compuesto químico llamado parafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad de nafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco o gasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petróleo en el proceso de refinación.

Nafténicos: siendo sus componentes principales los naftenos y los hidrocarburos aromáticos. Son petróleos muy viscosos y de coloración oscura. Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinación.

Mixtos: es decir, con presencia de ambos tipos de compuestos.

Por su densidad

La referencia que sustenta esta clasificación es la gravedad API (del Instituto de Petróleo Americano), que es una “medida de densidad”.La densidad es una propiedad física que mide la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La Gravedad API se basa en la comparación de la densidad del petróleo con la densidad del agua, es decir, se busca determinar si el petróleo es más liviano o pesado que ésta última. La clasificación propuesta por el Instituto de Petróleo americano indica que a una mayor gravedad API el petróleo será más liviano.Cabe indicar que los petróleos ligeros son también los más requeridos en el mercado, y al mismo tiempo los de mayor precio, ya que los costos tanto de extracción como de refinación son menores en comparación con petróleos pesados. Así, se da una relación directa entre la gravedad API y la calidad del petróleo, petróleos más ligeros tienen una mayor calidad, y requieren de menores costos para ser aprovechados que aquellos más pesados.

Por la presencia de azufre

Como ya mencione, el azufre es uno de los componentes que están presentes en los hidrocarburos. Pero su presencia en los hidrocarburos implica la necesidad de mayores procesos de refinamiento, y por esto un mayor costo final, razón por la cual la presencia de azufre es también un determinante del valor comercial del petróleo.Así, tenemos que el petróleo puede clasificarse de 2 formas:

Petróleo Dulce: es aquel que contiene menos de 0.5% de contenido sulfuroso, es decir, con presencia de azufre. Es un petróleo de alta calidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina.

Petróleo Agrio: es aquel que contiene al menos 1% de contenido sulfuroso en su composición. Debido a la mayor presencia de azufre su costo de refinamiento es mayor, razón por la cual es usado mayormente en productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.

Las tres formas generales de categorización antes mencionadas nos permiten establecer criterios básicos para determinar la calidad del petróleo, las cuales influirán finalmente en la determinación de los precios de cada uno de ellos.

Refinación del petróleo, proceso de refinación y productos.

Las refinerías de petróleo funcionan veinticuatro horas al día para convertir crudo en derivados útiles. El petróleo se separa en varias fracciones empleadas para diferentes fines. Algunas fracciones tienen que someterse a tratamientos térmicos y químicos para convertirlas en productos finales como gasolina o grasasEl principio básico en la refinación del crudo radica en los procesos de destilación y de conversión, donde se calienta el petróleo en hornos de proceso y se hace pasar por torres de separación o fraccionamiento y plantas de conversión.

Refinería de petróleo

La primera etapa en el refinado del petróleo crudo consiste en separarlo en partes, o fracciones, según la masa molecular.El crudo se calienta en una caldera y se hace pasar a la columna de fraccionamiento, donde la temperatura disminuye con la altura.

Las fracciones con mayor masa molecular (empleadas para producir por ejemplo aceites lubricantes y ceras) sólo pueden existir como vapor en la parte inferior de la columna, donde se extraen.Las fracciones más ligeras (que darán lugar por ejemplo a combustible para aviones y gasolina) suben más arriba y son extraídas allí.Todas las fracciones se someten a complejos tratamientos posteriores para convertirlas en los productos finales deseados.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. Después 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.

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.

Craqueo térmico

El proceso de craqueo térmico, o pirólisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo para 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 molécula 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 de coquefacción en el que se recirculaban 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.

Alquilación y craqueo catalítico

La alquilación y el craqueo catalítico aumentan 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-octanaje) 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, nylon, plásticos, pinturas, poliésteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes.

Productos de la refinación. Las tres fracciones líquidas más importantes son, de arriba hacia abajo, es decir, de menor a mayor temperatura de destilación:  Naftas: Estas fracciones son muy livianas (densidad= 0,75 g/ml)

y de baja temperatura de destilación: menor de 175°C. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de carbono.

  Querosenos. Destilan entre 175°C y 275°C, siendo de densidad

mediana (densidad= 0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 átomos de carbono.

  Gas oíl: El gas oíl es un líquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que

destila entre 275°C y 325°C. Sus hidrocarburos poseen más de 18 átomos de carbono.

 Además, queda un residuo que no destila y que se extrae de la base de la torre, el cual se conoce como Fuel oil que es un líquido negro y viscoso de excelente poder calórico: 10,000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible en termoeléctricas, fábricas de cemento y vidrio. La otra es someterlo a una segunda destilación fraccionada: «La destilación conservativa », o destilación al vacío, que se practica a presión muy reducida, del orden de pocos milímetros de mercurio.

 Con torres de fraccionamiento similares a las descritas se separan nuevas fracciones que, en este caso, resultan ser «aceites lubricantes». Estos son livianos, medios o pesados según su densidad y temperaturas de destilación. El residuo final es el asfalto, imposible de fraccionar y que se utiliza para pavimentación e impermeabilización de techos y cañerías. 

Importancia del petróleo para nuestro país.

El petróleo es el recurso natural más importante en nuestro país, porque satisface la demanda de energéticos y de petroquímicos básicos, contribuye al desarrollo industrial y su alta demanda de exportación.

Alquenos y su importancia con los polímeros.

Bueno para empezar los polímeros también pueden ser llamados plásticos y estos pueden ser flexibles o rígidos, suaves o duros, ligeros o pesados, transparentes, translúcidos u opacos, blancos o de color, etc.Un polímero de adición se forma por temperatura o catalizadores adecuados se abre el doble enlace de un alqueno, quedando una valencia libre en cada átomo de carbono; en cada una de ellas se van adicionando moléculas de alqueno que también abrieron su doble enlace y así sucesivamente se van adicionando moléculas de monómero hasta obtener un polímero de peso molecular requerido. 

Reacciones de polimerización para la obtención de resinas plásticas

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable

industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización esta puede ser de tres formas:

En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido.

Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente.

En la polimerización por interface los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interface entre los dos líquidos.

 Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.Al terminar las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semi continuos. Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. Los productos extrusionados, como por ejemplo los tubos, tienen una sección con forma regular. La máquina de extrusión también

realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.  Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde.

Conclusión:

En conclusión puedo decir que el petróleo es uno de los recursos más importantes de todo el mundo y que actualmente se ha vuelto un recurso muy importante debido a la gran cantidad de productos y combustibles que se derivan de él.

Opinión Personal:

En mi opinión el petróleo es un recurso vital para el mundo, pero es demasiado contaminante, y es bueno que sea un recurso importante en nuestro país.

Anexo

Principales centros petroleros