COMBUSTIBLES LIQUIDOSCapítulo 3. Composición química del petróleo

Está formado por hidrocarburos casi en su totalidad. Con algunas impurezas y contaminantes.

TIPOS DE HIDROCARBUROS DENTRO DEL PETROLEO

Parafinas normales (20carbones, lineal)Alcanos n-parafinas, isoparafinas (ramificadas)

Hidrocarburos cíclicosSaturados, estructura abierta

Cadena cíclica pero insaturados. Aromáticos.

Insaturados olefínicos u olefinasApenas se encuentran, porque son inestables.

Olefinas: tienen doble enlace y casi no existen en el petróleo pero si en sus productos, como la gasolina.

PARAFINAS LINEALES

Metano – primera de las seriesEtano, propano, butano… gases a temperatura ambiente, resto líquidos a temperatura ambiente.

Más de 18 carbones empiezan a ser sólidos a temperatura ambiente. Fórmulas de los diez primeros: CnH2n+2

Cuando tienen más de 3 átomos de C se pueden isomerizar: butano, isobutano…

A más átomos de C, el nº de isómeros posibles también aumenta.Para 25 átomos de C hay aproximadamente 37 millones de isómeros posibles.

Pero lo normal es que en el petróleo haya moléculas mucho más complejas y con muchas más posibilidades de isomerizar.

Las parafinas lineales suelen ser cadenas unidas en moléculas más complejas

NAFTENICOS YAROMATICOS

Padres de la serie: primer ciclo de saturados con estabilidad química es el ciclopentano y ciclohexano que existen en el petróleo pero generalmente no están solos sino acompañados de cadenas de parafinas.

Aromáticos: benceno (1ciclo) naftaleno (2ciclos) antraceno (3ciclos)

los dos primeros son lineales, a partir de ahí surgen más complicaciones ya que los ciclos pueden orientarse de muy diferentes maneras.

PROPIEDADES DE LOS NAFTENICOS AROMATICOS Y PARAFINAS

Parafinas: inertes, poco reactivas con el oxígeno y demás elementos“parum” – sin – prefijo negativo“afinum” – afinidad Es decir, que no tiene afinidad.

Las parafinas lineales y las isoparafinas se comportan casi siempre igual. al ser químicamente inertes crean en los frutos las pieles de las frutas.En los neumáticos ponemos parafina que migra hacia arriba para que la luz ultravioleta no devore el caucho. Las lineales van muy deprisa en su migración, las ramificadas son más lentas.

Aromáticos: gran capacidad de disolver cualquier compuesto.La mayoría de pigmentos tienen anillos aromáticos. un pigmento sólido puede ser disuelto en un aromático. Los aromáticos disuelven casi todo, al contrario que las parafinas.

Naftenos: Propiedades intermedias entre parafinas y aromáticos. A más átomos de Cpasamos de parafines p.e. = -160ºCLa densidad aumenta con el número de átomos de CHC parafínicos, aromáticos y nafténicos forman el crudo, 1/3 cada uno. Por loque 2/3 son HC saturados.

OTROS COMPONENTES

Azufre.- se puede encontrar en forma de ácido sulfhídrico, que huele mal y es tóxico. Contiene 2 protones ionizados de H por lo que es ácido y muy corrosivo.Gas que se desprende en descomposición.

Mercaptanos.- tioles sustituidos por un radical etilo. Sigue oliendo mal, y sigue siendotóxico. H – SH. Es lo que se da al metano para que huela. menos ácido, menoscorrosivo. Sulfuros ácidos ya no, radical sustituido en la H. Todos estos hay que eliminarlos del crudo. el tanto por ciento de azufre en crudo debe ser menos al1% y en crudos pesados deberá estar entre 4-5%

16.marzo.09

El crudo tiene azufre que no está en estado elemental, sino unido a otros elementos formando compuestos. Se encuentra en un 0,1% - 8%, aunque un 5% se considera que es bastante.

Un crudo puede tener máximo 10 ppm de azufre. Si tiene más, se considera no válido y hay que desufatarlo; si tiene menos, está bien.

El nitrógeno se encuentra en menor proporción que el azufre: 0,5-3%. Se puede encontrar formando compuestos nitrogenados básicos. (en lugar de tener 2 electrones libres tiene uno)

Todos estos compuestos y sus derivados, así como su unión con los bencenos.Son los responsables de la inestabilidad ante la luz, pues en contacto con ella se

descomponen.

El azufre hay que eliminarlo durante el proceso de refino. El nitrógeno no hay por qué quitarlo pero al eliminar el azufre, parte del nitrógeno es eliminado también.

También hay compuestos oxigenados en cantidades pequeñas. Ésteres, aldheidos, ácidos… No tienen propiedades especialmente negativas. Los más normales son los ácidos lactéridos, como el cicloheaxanoico.

En caso de crudos no muy maduros, quedarán grupos –COH, grupos ácidos, con tendencia a dar corrosión (por ejemplo crudos de Nigeria o California) que se comen las paredes de los tubos. Lo normal es meterlo a dosis muy pequeñas con crudo normal.

Antes a estos crudos se les añadía sosa y se producía jabón. ver apuntesAl hacerlo con cadenas rectas, salía jabón saturado del tipo: ver apuntesAñadiendo sosa y removiendo se solidifica dando jabón. Hoy día no compensa

hacer jabón de este modo ya que hay otros detergentes más estables.Estos crudos, pues, se diluyen en cantidades muy pequeñas, del orden del 1%.

También hay metales en el crudo. Principalmente Ni, Fe y Vanadio.El Ni y el Vanadio están en cantidades y proporciones únicas para cada crudo,

por lo que saber la proporción de vanadio en un crudo no identifica a dicho crudo.Que haya mucho Vanadio no es bueno, así que su proporción para el consumo y

refino es limitada.Los metales del crudo vienen de los pigmentos del plancton. El Fe de la

hemoglobina.

Los “trasparteros” son sólidosLas moléculas se unen y forman micelas, que se unen y forman partículas, que

se unen y forman complejos moleculares….que son sólidos.

La prueba de que lleva elementos sólidos en su composición el petróleo es el betún, donde se concentra la parte más pesada. Es un producto viscoelástico. Pero a temperatura baja se comporta como un sólido. Es decir que lleva un sólido disperso en él.