Monografias | PetróleoPetróleoResumen: Composición química y propiedades del petróleo. Origen geológico del petróleo. Extracción de petróleo. Naftas. Producción mundial y argentina de petróleo. Naftas sintéticas y carburantes. Índice 1. Introducción 2. Composición química y propiedades del petróleo 3. Origen geológico del petróleo 4. Extracción de petróleo 5. Naftas 6. Producción mundial y Argentina de petróleo 7. Naftas sintéticas y carburantes 1. Introducción Las
investigaciones históricas han comprobado que el petróleo, o aceitemineral
(petrae = piedra y oleum = aceite, en latín) fue conocido desde laremota antigüedad.
Con betún, asfalto derivado del petróleo, se asentaron losladrillos de la
torre de Babel y se calafateó el arca de Noé. Los egipcios loutilizaron en
embalsamamientos por lo menos desde el 7 000 a. C. En el siglo IIIlos chinos
excavaron pozos y lo aprovecharon como iluminante. Sin embargo, laprimera
explotación moderna se concreta en 1854 cuando DRAKE, auxiliado por unherrero,
perfora un pozo de 21 metros de profundidad en Titusville(Pennsylvania, EE.UU.
). 2. Composición química y propiedades del petróleo El
análisis químico revela que el petróleo está casi exclusivamenteconstituido
por hidrocarburos, compuestos formados por dos elementos: carbono ehidrógeno.
Esta simplicidad es aparente porque, como el petróleo es unamezcla, y no una
sustancia pura, el número de hidrocarburos presentes y susrespectivas
proporciones varían dentro de un límites muy amplios. Es químicamenteincorrecto
referirse al "petróleo", en singular; existen muchos"petróleos",
cada uno con su composición química y sus propiedadescaracterísticas. En
efecto: 1)
Petróleos asfálticos 2)
Petróleos parafínicos 3)
Petróleos mixtos 3. Origen geológico del petróleo Durante
la era terciaria en el fondo de los mares se acumularon restos depeces,
invertebrados y, probablemente, algas, quedando sepultadas por la arena ylas
arcillas sedimentadas. Las descomposiciones provocadas por
microorganismos,acentuadas por altas presiones y elevadas temperaturas
posteriores, dieronorigen a hidrocarburos. Al comenzar la era cuaternaria los
movimientos orogénicosconvulsionaron la corteza terrestre y configuraron nuevas
montañas, lacordillera de los Andes entre ellas. Los estratos sedimentarios se
plegaron y elpetróleo migró a través de las rocas porosas, como las
areniscas, hasta serdetenido por anticlinales, pliegues con forma de A mayúscula,
y por fallas queinterrumpieron la continuidad de los estratos. Corresponde
señalar semejanzas entre carbones y petróleos: Localización
de cuencas petrolíferos 4.
Extracción de petróleo Ubicado
un yacimiento, se perfora el terreno hasta llegar al mismo. Se montauna torre
metálica de 40-50 metros de altura que sostendrá los equipos y elsubsuelo se
taladra con un trépano que cumple un doble movimiento: avance yrotación. Tanto
el trépano como la barra que lo acciona tienen conductosinternos para que
circule una suspensión acuosa de bentonita, arcillaamarillenta de adhesividad
apropiada. Esa suspensión enfría al trépano yarrastra el material desmenuzado
hacia la superficie. En
Mendoza hay pozos de 1 500 a 1 800 metros pero en Salta se ha necesitado 4000
metros de profundidad. a medida que progresa la perforación se insertan cañosde
acero, adosados al terreno con cemento, para impedir desmoronamientos
einfiltración de agua. En la proximidad del yacimiento escapan gases.
Entoncesse extreman las precauciones. En algunas oportunidades la gran presión
dedichos gases origina la surgencia natural, espontánea y descontrolada,
conriesgos de inflamación. Después el petróleo fluye lentamente siendo
conducidoa depósitos. Cuando la presión natural disminuye el petróleo se
bombea mecánicamente. Tratamiento
y transporte del petróleo crudo El
metano: CH4, y el etano: C2H6, componen el gas seco, así llamado porqueno se
licua por compresión. El gas seco se utiliza como combustible en elyacimiento o
se inyecta en los gasoductos, mezclándolo con el gas natural. El
crudo se envía de los yacimientos a las destilerías que, en nuestro país,están
en los centros de consumo y no en la región productora. se recurre adiversos
medios: Destilación
primaria del petróleo crudo El
crudo se calienta a 350ºC y se envía a una torre de fraccionamiento, metálicay
de 50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos
deburbujeo". Un plato de burbujeo es una chapa perforada,
montadahorizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeño tubo con capuchón.
Detal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la torre atraviesan
allíquido más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho líquido
desbordaun plato cae al inmediato inferior. La
temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamentegraduada
desde 350ºC en su base, hasta menos de 100ºC en su cabeza. Comofunciona
continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que deplatos
ubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estasfracciones
reciben nombres genéricos y responden a características biendefinidas, pero su
proporción relativa depende de la calidad del crudodestilado, de las
dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros detallestécnicos. De
la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilería"recibe
el mismo tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gasnatural
mientras que el licuado se expende como Supergás o en garrafas. Las
tres fracciones líquidas más importantes son, de arriba hacia abajo, esdecir,
de menor a mayor temperatura de destilación: Gas
oil: El gas oil es un líquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destilaentre 275ºC
y 325ºC. Queda un residuo que no destila: el fuel oil, que seextrae de la base
de la torre. Es un líquido negro y viscoso de excelente podercalorífico: 10
000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible enusinas termoeléctricas,
barcos, fábricas de cemento y de vidrio, etc. La otra,es someterlo a una
segunda destilación fraccionada: la destilaciónconservativa, o destilación al
vacío, que se practica a presión muy reducida,del orden de pocos milímetros
de mercurio. Con torres de fraccionamientosimilares a las descriptas se separan
nuevas fracciones que, en este caso,resultan ser aceites lubricantes, livianos,
medios y pesados, según su densidady temperaturas de destilación. El residuo
final es asfalto, imposible defraccionar. En la Argentina se dispone de casi un
millón de metros cúbicosanuales de asfalto, utilizado para pavimentación e
impermeabilización detechos y cañerías. Destilación
secundaria, o cracking C18H36
= C8H16 C8H18 CH4 C Las
fracciones obtenidas mediante el cracking se envían a torres defraccionamiento
para separar: Gracias
al cracking se eleva el rendimiento de las naftas hasta el 40-50%. 5.
Naftas Las
fracciones obtenidas en las destilaciones son refinadas sufriendotratamientos físicos
y químicos que ajustan su composición, eliminancomponentes perjudiciales y
mejoran las características técnicas de cadasubproducto. Así, por ejemplo, la
refinación de naftas consiste en: Uno
de los objetivos de la refinación es liberar a la nafta de compuestos deazufre,
que comunican mal olor y producen gases corrosivos. Otro es evitar quese
depositen "gomas" semisólidas originadas por la acción del aire yla
luz sobre algunos hidrocarburos, que obturan filtros y carburadores. En
nuestro país se elaboran dos tipos de nafta para automotores: nafta comúny
nafta especial. La diferencia reside en la antidetonancia, propiedad
vinculadacon el funcionamiento de los motores a explosión. Una
nafta "detona" cuando su combustión es prematura y comienzadurante el
período de compresión, antes de que el pistón complete surecorrido. El
conductor percibe un "golpeteo" porque, frenado elmovimiento del pistón,
el motor vibra innecesariamente. Este defecto se agudizaen motores de alta
compresión alimentados con nafta común: se rebajan supotencia y su velocidad. La
detonación por sola compresión se vincula con la estructura molecular delos
hidrocarburos presentes en las naftas. Dos de ellos interesanparticularmente: Las
naftas comunes tienen 80-82 grados octano. Las naftas especiales elevansu
antidetonancia a 90-92 grados octano. Las aeronaftas, de composición químicaligeramente
distinta de las comunes, alcanzan los 120-130 grados octano. Eloctanaje se
mejora sensiblemente con el agregado de plomo-tetra-etilo. Una ínfimacantidad
de este aditivo: 0,03%, transforma una nafta común en nafta especial.Ofrece,
sin embargo, un inconveniente: se deposita plomo metálico dentro delcilindro.
Para obviar este problema, se incorpora un segundo aditivo:dibromo-etileno,
encargado de convertir al plomo en bromuro de plomo, sustanciavolátil que sale
del cilindro disuelta en los gases de combustión. Losautomotores contribuyen
notablemente a la contaminación ambiental: Éter
de petróleo, solvente nafta y "bencina" son variedades denaftas
consumidas en la industria y en tintorerías, por su poder disolvente.
Enparticular, disuelven bien aceites y grasas, tanto comestibles como
lubricantes,y cacho. Otros
subproductos del petróleo El
gas oil es utilizado en los motores DIESEL, o de combustión interna. Elfuel
oil, por su parte, es el combustible "pesado" de la industria:usinas
termoeléctricas y fábricas. Su poder calorífico es muy alto: 10 000-11000
cal/g. Anualmente son despachados en el país 12 millones de m3 de fuel oily 6
millones de m3 de gas oil. Los
aceites lubricantes interponen una delgadísima capa líquida entre
dossuperficies metálicas en movimiento atenuando el desgaste por frotamiento.
Surefinación es complicada debido a la diversidad de calidades preparadas que
seidentifican mediante el número SAE (sigla tomada de Society of
AutomotiveEngineers). Este número, que varía de 10 en 10, desde 10 a 250, se
establecesegún la densidad, la viscosidad, las temperaturas de inflamación y
decongelación y otras propiedades físicas y químicas. El motor de automóvilrequiere
aceite de 40 SAE. Para engranajes de maquinarias se usará de 80 SAE, másdenso
y más viscoso. Las
grasas lubricantes son semisólidas. Se preparan empastando aceiteslubricantes
con jabones, resina, glicerina, grafito, etcétera. Todos
los aceites lubricantes son desparafinados durante su refinación. Paraello se
enfrían a -30ºC, filtrando después. Se separa la parafina, semisóliday de
bajo punto de fusión. Es empleada en fósforos, velas, cartónimpermeabilizado,
aislante eléctrico y otros usos menores. La vaselina essemejante pero blanda y
untuosa al tacto. 6.
Producción mundial y argentina de petróleo De
acuerdo con las reservas conocidas y el ritmo de extracción, los
expertospredicen que hacia el 2030 se agotaría el petróleo natural. Un primer
síntomade la crisis energética se manifestó en 1973 cuando la Organización
de PaísesExportadores de Petróleo -O.P.E.P.- decidió regularla producción
ycuadriplicar el precio en el término de un año, conmoviendo la economíamundial.
Numerosas son las propuestas para encarar la situación: Entre
tanto, la producción se ha estabilizado en los 3100 millones de metroscúbicos
anuales. La ex-Unión Soviética, con el 20% de dicho total, y losEE.UU., con
otro 15%, encabezan la nómina de productores. Pero este último paísnecesita
de la importación para satisfacer sus necesidades. El tercerproductor, Arabia
Saudita, aunque sólo extrae un 10%, es el mayor exportadormundial, dado su
pequeño consumo interno. Una situación semejante se observaen sus vecinos del
Medio Oriente: Irán, Irak, Kuwait y los emiratos árabes. La
Argentina extrae anualmente alrededor de 30 millones de m3 de petróleo.No es
gran producción puesto que no llega al 1% del total mundial pero habastado para
el autoabastecimiento. Desde 1984 no se importan crudos y seregistra una
incipiente exportación de fuel oil y otros derivados. El factordecisivo para
este logro ha sido la suplantación de combustibles líquidos porgas natural. Desde
fines del siglo pasado se tenía conocimiento de la existencia de petróleoen el
subsuelo argentino. Incipientes trabajos en Mendoza y Salta fracasaron. En1907,
mientras se buscaba agua potable para Comodoro Rivadavia (Chubut), surgióaccidentalmente
petróleo. Subsiguientemente se descubrieron otras cuencasobligando a la creación
de una repartición estatal: Yacimientos PetrolíferosFiscales (YPF). En
la Actualidad, con 60 000 técnicos, empleados y obreros, se ha convertidoen la
primera industria nacional de índole no agropecuaria. Entre las múltiplesfunciones
que desempeña figuran: Las
cuencas petrolíferas actuales son cinco: Las
reservas cubicadas se estiman en 500 millones de metros cúbicos,suficientes
para los próximos 15 años. Pero el futuro no es desalentadorpuesto que: 7.
Naftas sintéticas y carburantes Resolver
la escasez de combustibles líquidos no es novedad. Desde la décadadel '30 se
estudió la posibilidad de fabricar naftas"artificialmente" por medio
de la síntesis, combinando carbono e hidrógeno.Se perfeccionaron métodos que
parten de carbón y lignito dispersados enalquitranes de hulla. Bajo el efecto
de altas temperaturas, grandes presiones yen presencia de catalizadores, se
obtienen productos que, destiladosfraccionadamente, dan naftas, gas oil y
aceites lubricantes. Alemania aplicómasivamente estos procedimientos durante la
segunda Guerra mundial, siendo despuésabandonados por razones económicas: el
costo de la nafta sintética es variasveces mayor que el de la nafta natural. El
progresivo encarecimiento de esta últimaha hecho renacer las perspectivas de
esta industria. Otra
experiencia, ya ensayada anteriormente, que ha sido propuesta en Tucumán.Para
aumentar el volumen de nafta se le adiciona hasta un 10% de alcoholabsoluto,
libre de agua. El contenido de alcohol y el grado de humedad sonesenciales en
estas "mezclas carburantes" pues, sobrepasando cierto límite,el
combustible líquido se segrega en dos capas distintas. Desde luego, para
queeste carburante sea redituable debe producirse alcohol abundante y
barato,gracias a la fermentación de melazas azucareras. Preguntas
adicionales: 1)
¿Qué entiende por refinación de petróleo? 2)
Confeccione una tabla en la que figure el nombre de las distintasfracciones, el
intervalo de ebullición, el número de carbonos de loshidrocarburos que los
constituye y sus aplicaciones. Nombre
de la fracción Intervalo
de ebullición Nº
de Carbonos en sus hidrocarburos Aplicaciones Naftas Menor
de 175ºC De
5 a 12 átomos de Carbono Se
lo utiliza como combustible Kerosenes Entre
175º y 275ºC De
12 a 18 átomos de Carbono Se
usa en cocinas, estufas y faroles Gas
oil Entre
275º y 325ºC Más
de 18 átomos de Carbono Es
utilizado en los motores de combustión interna 3)
Explique en que consiste el craqueo térmico y catalítico. 4)
¿Qué significa que el índice de octano es de 85? 5)
¿Qué compuesto se agrega para aumentar el octanaje en una nafta? 7)
¿En qué consiste el proceso "Fisher Tops"? El
sistema TOPS reduce cualquier tipo de residuos incluyendo: Al final del proceso solamente queda una ceniza fina e
inerte, metales, vidrio, polvo y gravillas. Estos materiales serán separados y
reciclados después del proceso. Autor: Matías
Leffler Publicación enviada por Matias Leffler Contactar mailto:matias_tute@hotmail.com Código ISPN de la Publicación EpyFZulFyFSQupFtvt Publicado Tuesday 16 de September de 2003 Ultimas Publicaciones en ilustrados.com
ilustrados.com nace con el fin difundir el conocimiento publicando trabajos de investigación, monografias, tesis, presentaciones powerpoint y afines. Publicar trabajos en ilustrados.com ha alcanzado prestigio y reconocimiento internacional siendo cada vez más el número de académicos, empresas, investigadores, científicos que consultan las publicaciones de nuestro portal. | |||||||||||||||||||||||||