COMBUSTIBLES LIQUIDOS. Todos los capítulos

8/8/2019 COMBUSTIBLES LIQUIDOS. Todos los captulos

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1. INTRODUCCION: Breve historia del petrleo

1.1 Qu es el petrleo y etimologa de la palabra

El petrleo es un compuesto qumico complejo en el que coexisten partesslidas (betn), lquidas (aceites) y gaseosas (gas natural).

Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos,formados por tomos de carbono e hidrgeno, en su mayora parafinas, naftenos yaromticos y, por otra parte, pequeas proporciones de nitrgeno, azufre, oxgeno yalgunos metales. Tambin puede contener sales y agua en emulsin o libre.

Se presenta de forma natural en depsitos de roca sedimentaria y slo en lugaresen los que hubo mar.

Su color es variable, entre el mbar y el negro y el significado etimolgico de lapalabra petrleo es aceite de piedra (del latn petra-oleum), por tener la textura de un

aceite y encontrarse en yacimientos de roca sedimentaria.

1.2 Historia y evolucin del petrleo hasta nuestros das

El petrleo se viene usando desde la antigedad en regiones como OrienteMedio, donde apareca de forma natural en regiones terrestres. Se usaba en Asiria yBabilonia como cemento para pegar ladrillos y piedras; en Egipto, para engrasar

pieles; en Mxico, para pintar esculturas y en China donde se usaba como combustible.

En el siglo IX se realiza la primera destilacin para separar las distintasfracciones del petrleo, mrito que se le atribuye al rabe de origen persa Al-Razi, queobtuvo as queroseno adems de otros destilados, para usos tanto mdicos comomilitares. Estas tcnicas fueron difundidas por toda Europa por los rabes.

En la Edad Media no se realiza ninguna mejora y hemos de esperar hasta el sigloXVIII para encontrar nuevos trabajos de perfeccionamiento del refinado de petrleo,cuyo uso est principalmente destinado al engrasado de mquinas.

En el siglo XIX se obtienen aceites fluidos que se usaron para el alumbrado.

Y es en 1859 cuando Edwin Drake perfora el primer pozo de petrleo enPensilvania. El petrleo, como se ha visto, ya era conocido con anterioridad, pero estefue el primer pozo con una gran cantidad de crudo de petrleo, suficiente para ser til.As, comenz la industria petrolera su espectacular carrera.

En 1867 Rockefeller funda la primera compaa petrolfera. Por entonces sesegua usando principalmente la fraccin del petrleo llamada queroseno para elalumbrado de las calles, sustituyendo por completo a los aceites que realizaban dichafuncin. Rockefeller fund 33 compaas, la mayora de las cuales tuvo que venderdebido a la ley anti-trust de EEUU. Se qued con cinco de ellas, una de las cuales fuela primera que cre en 1867, la Standard Oil of New Jersey(hoy da conocida como

ESSO, la primera en todo el mundo actualmente). Las otras cuatro compaas que sepudo quedar fueron:

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Mobil Oil(actualmente la segunda del mundo)Estndar Oil Company of Indiana

Standard Oil of California (SOCAL)Continental Oil Company (CONOCO)

A partir de entonces surgieron nuevos progresos en relacin a la industriapetrolera. En 1885, Berzman fabrica el primer motor que funcionaba con benzina. Pocodespus se desarroll el motor de explosin y en 1887 Nikolaus August Otto inventa elmotor de gasolina.

En 1893 se empiezan a desarrollar los prototipos del motor diesel, aunque anno se comercializan. Y en 1908 la Ford desarrolla el primer coche fabricado en serie.Es entonces cuando comienza la venta de gasolina a gran escala, con lacomercializacin de los motores, primero en barcos y luego ya en coches.

En 1930 se realiza el primercracker, obtenindose polietileno.

En 1945 la petroqumica se establece como una ciencia ms en su estudio defibras, plsticos y principalmente petrleo.

En el siglo XX las compaas petrolferas ms importantes del momento formanun crtel con el propsito de reducir la competencia del mercado petrolfero. Este grupode grandes empresas fue denominado Las siete hermanas, pues fueron sietecompaas las que se aliaron (no fusionaron), y estaba formado por la ESSO, SOCAL,Mobil, BP, SHELL (Royal Dutch Shell) y TEXACO. Esta denominacin fue acuada

por Enrico Mattei, presidente de una pequea industria petrolera italiana, que emple eltrmino de manera irnica, para acusar a dichas empresas de cartelizarse, protegindosemutuamente para no fomentar la libre competencia industrial, y perjudicando as a lasnuevas empresas dedicadas al negocio del petrleo.

Las siete hermanas formaron un monopolio para fijar precios y cantidades deproduccin, as como competencias.

El valor de una empresa petrolera est en funcin de la reserva de petrleo quetenga admitida sobre papel. As, si dos empresas se fusionan, sus respectivas reservas sesuman formando una mayor y por lo tanto subiendo en el ranking de empresas

petroleras ms valoradas. Por ello la intencin de las siete hermanas no era si noabsorber todas las pequeas empresas que pudieran surgir para aumentar de ese modo

sus propias reservas.Durante el siglo XX, las grandes empresas petroleras ejercan un control total

sobre la produccin. Tenan protectorados en varios pases de Oriente, donde seencuentran los mayores yacimientos de petrleo. En los protectorados mantenan la

poltica interna del pas pero la poltica exterior estaba en manos de la compaapetrolfera, duea del protectorado. De este modo la mayor parte del mercado delpetrleo qued en manos de empresas estadounidenses y britnicas.

Pero aparecen nuevos yacimientos, en zonas no controladas por las sietehermanas y los pases productores empiezan a darse cuenta de que no obtienen

beneficios de sus propios yacimientos, ya que todo iba directamente a las empresas

petrolferas. Empez a crecer un sentimiento nacionalista sobre los yacimientos y lasmaterias primas obtenidas de sus tierras. Y poco a poco fueron independizndose

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totalmente de las empresas petrolferas que los dominaban, hacindose cargo ellosmismos de la explotacin de sus yacimientos o en algunos casos consiguiendo acuerdosde un reparto equitativo de beneficios con la empresa. Es por esto que entre los aos 20y 40 las compaas petrolferas eran integrales, es decir, realizaban toda la cadena del

producto (explotacin, transporte, almacenamiento, refino y comercializacin)

El 14 de Septiembre de 1860 se constituy la Organizacin de PasesExportadores de Petrleo (OPEP), fundada por el ministro de Energas venezolanoJuan Pablo Prez Alfonso, junto con un grupo de ministros rabes. Formada en

principio por cinco pases: Venezuela, Iraq, Kuwait, Irn y Arabia Saud, estaorganizacin ha ido creciendo y se han ido incorporando nuevos pases como Qatar,Emiratos Arabes, Argelia, Libia, Angola y Ecuador. Surgi como respuesta a la bajadadel precio oficial del petrleo acordada por las siete hermanas. Formaron un nuevocrtel que competa con el monopolio que ejercan las siete hermanas.

La industria del petrleo ha superado tres crisis a lo largo de su historia:

En 1967 durante la Guerra de los Seis Das se hundieron numerosos barcos enel canal de Suez lo que impeda el paso de los barcos y provoc por lo tanto sucierre. De este modo, los barcos petroleros tenan ahora que llegar a Asia atravs del cabo de Buena Esperanza. De modo que se aument la capacidad deestos para que el viaje saliera ms rentable y, del mismo modo, subi el preciodel petrleo que se cuatrplic.

En 1973 los pases miembros de la OPEP realizaron un embargo de petrleo, esdecir, no suministraron petrleo a aquellos pases que manifestaron su apoyo a

Israel durante la Guerra de los Seis Das. Ello conllev un aumento del barril depetrleo que en una dcada subi de 1,8 $/barril a 38 $/barril.

En 1979, con la revolucin iran, el Sha de Irn abandon el pas y un ao mstarde Irak invadi Irn, con lo que el pas dej temporalmente de exportarcrudo. El recorte en la produccin no fue tal, pero el pnico cundi y el precidel combustible volvi a dispararse, aunque una vez finalizada la crisis el preciodel petrleo descendi.

Desde que se empezara a usar el petrleo, ste ha ido desplazando de los mercados

al carbn, por las grandes ventajas que tiene en relacin al transporte y almacenamientodel crudo, simplicidad de uso y manejo as como su utilizacin en motores decombustin.

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1.2 Reservas de petrleo y previsiones para el futuro

Las reservas actuales (ms concretamente las del ao 2007) estiman que haypetrleo para los prximos 160 aos aproximadamente, al ritmo de consumo actual.

La OPEP (OPEC) posee la mayor parte de la produccin de petrleo en el mundo.

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2. Origen del petrleoEl petrleo se forma en las llamadas rocas madre (source) que migran durante

periodos de millones de aos a rocas almacn (reservoir) cubiertas porrocasimpermeables (cap).

Conocer cmo se forma el petrleo servira para encontrar las fuentes. Peroaunque sepamos donde se forma, como el petrleo migra, no se puede saber dnde est.Sin embargo, las rocas almacn son fcilmente detectables y debido a ello la mayora degrandes reservas ya han sido detectadas.

Existen dos teoras bsicas sobre el origen del petrleo:2.1. Origen inorgnico (terrestre y extraterrestre)2.2. Origen orgnico

2.1. ORIGEN INORGANICO

Existen varias teoras, que sostienen que el petrleo es de origen inorgnico omineral. Los cientficos rusos son los que ms se han preocupado por probar estahiptesis, aunque estas proposiciones no han sido aceptadas en su totalidad.

2.1.1. Teoras terrestres

Establecen que el petrleo se form en las profundidades de la tierra, en

condiciones muy severas, de alta presin y temperatura.Sin embargo, el petrleo no se encuentra a gran profundidad ni en zonasvolcnicas donde la temperatura es obviamente superior.

Por otro lado, el cientfico Miller realiz un experimento en el que trat dereproducir la atmsfera primigenia, y as descubri que en ella se formaron protenas,hidrocarburos, materiales orgnicos, aminocidos y petrleo.

Sin embargo, hoy da sabemos que el petrleo es posterior a la vida gracias a laspruebas realizadas con C-14.

2.1.2. Teoras extraterrestres

Thomas Gold, cientfico europeo, en 1986 dijo que el gas natural (el metano),que suele encontrarse en grandes cantidades en los yacimientos petroleros, se pudohaber generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formacin de la Tierrahace millones de aos (lluvia de metano). Los argumentos que presenta estn basadosen el hecho de que se han encontrado en varios meteoritos ms de cuarenta productosqumicos semejantes al keroseno, que se supone es el precursor del petrleo.

Y como los ltimos descubrimientos de la NASA han probado que lasatmsferas de los otros planetas tienen un alto contenido de metano, no es de extraarque esta teora est ganando cada da ms adeptos. El ltimo descubrimiento fue en2007, cuando mandaron un satlite a Titn y descubrieron que tena una atmsfera demetano.

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http://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/hipotesis/hipotesis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/sistsolar/sistsolar.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/hipotesis/hipotesis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/sistsolar/sistsolar.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtml


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Adems, las teoras inorgnicas no justifican la presencia de materia orgnica enel petrleo.

2.2. TEORIA ORGNICA

Trata de demostrar el origen orgnico del petrleo, es decir, que ste proviene demateria viva (orgnica).

El petrleo contiene compuestos pticamente activos a un tomo de carbono ysus sustituyentes. Son compuestos que desvan la luz polarizada. Los compuestospticamente activos se caracterizan porque no se pueden superponer.

Slo los seres vivos pueden generar compuestos pticamente activos, como lapurina que viene de la clorofila o la hematina que procede de pigmentos respiratorios deanimales y tambin el cido rico, todos ellos presentes en el petrleo.

El petrleo se forma a partir de un depsito sedimentario, de origen vegetal oanimal, en una depresin marina interna (lagunas marinas).

Lasbacterias actan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gasesy materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depsito.

Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables,solubles en aceite.

Fig. 1- El petrleo se habra originado por la depositacinde minsculos animales y sustancias vegetales que se fueronacumulando en el fondo lacustre y marino.

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http://www.monografias.com/trabajos/bacterias/bacterias.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/carbohidratos/carbohidratos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pehttp://www.monografias.com/trabajos10/cani/cani.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/bacterias/bacterias.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/carbohidratos/carbohidratos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teohttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pehttp://www.monografias.com/trabajos10/cani/cani.shtml


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Fig. 2- Ante el paso del tiempo la materia orgnica se descompone y vaquedando enterrada en profundidad por los sedimentos que la van cubriendo.

A condiciones de altapresin y temperatura, se desprende CO2 de loscompuestos con grupos carboxlicos, y H2O de los cidos hidroxlicos y de losalcoholes, dejando un residuo bituminoso.

La continuacin de exposiciones a calorypresin provoca un craqueo ligero conformacin de olefinas (protopetrleo).

Fig. 3- Los factores de presin, temperatura yprocesos qumicos

y fsicos, ayudados por la carencia de oxgeno, posibilitaron

la formacin de petrleo lquido y del gas.

2.2.1 El plancton y el petrleo

Al mismo tiempo se depositan sedimentos inorgnicos y orgnicos, como elplancton, que tiene dos orgenes:

- FITOplancton se produce en los mares por sntesis cloroflica.

- ZOOplancton se alimenta del Fito. Fundamentalmente larvas y pequeosanimales.

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http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/grupo/grupo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/alcoholismo/alcoholismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/falta-oxigeno/falta-oxigeno.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/grupo/grupo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/alcoholismo/alcoholismo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/falta-oxigeno/falta-oxigeno.shtml


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Cuando muere el plancton se deposita en los sedimentos que van acumulndose(Fig.1 Deposicin) y se van incorporando a stos.

Pero se necesitan ms condiciones para la formacin del petrleo:

1. Necesidad de luz

Sin luz no hay fitoplancton ya que ste necesita de la luz para surgir de lasntesis cloroflica; y sin fitoplancton, no hay zooplancton que se alimentadel anterior. La luz es, pues, totalmente necesaria para la existencia del

plancton y, por tanto, para que ste pueda llegar a convertirse en petrleo.Por esto, el plancton es ms abundante en los primeros 50-100 m de la costadonde la luz penetra mejor.

2. Nutrientes

Necesitan nitratos y fosfatos, nutrientes aportados por los ros y, por tanto, elplancton es ms rico en la costa.

3. No haya demasiado oxgeno ni bacterias aerobias

Cuando un plancton muere, cae, y va a los sedimentos marinos pero en elcamino puede ser oxidado por el oxgeno (en CO2 y agua) o ser comido porlas bacterias aerobias. Estas bacterias hacen que slo una pequea partellegue al fondo y pueda llegar a sedimentar. En el centro del mar llega un0,5% del plancton porque la distancia al fondo es mucho mayor.En las costas, la distancia es menor y llega un 2-5%.Llega tan poco porque hay ms oxgeno en la costa y, por tanto, ms

bacterias aerobias. En las costas se deposita antes pero no se cubre y siguesiendo atacable por la enorme cantidad de bacterias aerobias.

4. Que los elementos no sean muy gruesos

Si el sedimento es fino lo cubre totalmente, mientras que al ser grueso puedeno cubrir totalmente al plancton y dejarlo indefenso ante las bacteriasaerobias.

Se podr, entonces, producir petrleo a partir de los sedimentos que sean: finos,que no estn en la costa (las olas oxigenan los depsitos), ni en las profundidadesmarinas (gran distancia, la materia orgnica invierte demasiado tiempo en depositarse yes destruida en el camino).

El plancton contiene hidrocarburos, lpidos, grasas, hidratos de carbono,glcidos, protenas y ligninas.

HIDROCARBUROS.- Algn ser vivo tiene en su estructura hidrocarburos, porejemplo el caucho natural. El butadieno (polmero) cuando se degrada se hidrocarbura.

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LIPIDOS o GRASAS.- los glicridos de cidos grasos tienen la ventaja de queson resistentes a las bacterias aerobias y anaerobias. Adems, llevan grupos COO quedan polaridad a la molcula por lo que es ms fcilmente absorbida.

PROTEINAS.- cuando un ser vivo muere se incorporan a los sedimentos.

Muchos aminocidos se unen (polmeros), por ejemplo el pelo, la hematina

AZUCARES, GLUCOSA, SACAROSA.- (Hidratos de Carbono) Caern a losdepsitos. Tienen la particularidad de que la mayora son solubles en agua por lo que lamayora no llegar a formar petrleo. Aquellos que formen parte de estructuras mscomplejas si que pueden llegar a ser depositadas y convertirse en petrleo.

Otros componentes del petrleo minoritarios.

Polmero provienen de los ros (Amazonas) que aportan sedimento fino (Alcaloides)

Lignina partes de rboles o plantas superiores (Cutculas)Purina si en la purina se sustituyen los hidrgenos por grupos COH tendremos elcido rico (propio de los seres vivos y presente en el petrleo)

Grupos fundamentales de componentes

48% C 8% H2 30% O 2 5%N2

Aunque el plancton y el petrleo tienen componentes en comn, desde que elplancton se deposita inicialmente hasta que se forma en petrleo tienen que pasarmuchos cambios.

Para que el plancton se transforme en petrleo tienen que producirse una serie deprocesos:

1. Eliminacin de oxgeno por medio de reacciones en condiciones reductoras2. Aumento de hidrgeno en condiciones de hidrogenacin.3. Disminucin de energa intermolecular en condiciones de temperatura adecuadas

para que pase de slido a lquido.

Esto no son los factores de formacin del petrleo (luz, nutrientes, etc.)

Una vez que se dan esas condiciones, para que el petrleo se encuentre como talse dan otros factores.

No basta que haya petrleo con hidrocarburos. Adems, stos tienen que migrar.Los hidrocarburos se forman en la roca madre pero despus migran a las rocas almacn,que han de estar cubiertas de rocas impermeables o de cobertura. Las rocasimpermeables impiden que el petrleo pueda ascender a la superficie y oxidarse.

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3. Composicin qumica del petrleo

Est formado por hidrocarburos casi en su totalidad. Con algunas impurezas ycontaminantes.

3.1. TIPOS DE HIDROCARBUROS DENTRO DEL PETROLEO

Parafinas normales: hasta 20 carbonos, lineales. (Propano, Butano)

Alcanos n-parafinas, isoparafinas (ramificadas)

Hidrocarburos cclicos (ciclohexano, etc)Saturados, estructura abierta

Cadena cclica pero insaturados. Aromticos. (Benceno, Tolueno, etc)

Insaturados olefnicos u olefinasApenas se encuentran porque son inestables.

Olefinas: tienen doble enlace y casi no existen en el petrleo pero si en susproductos, como la gasolina.

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3.2. PARAFINAS LINEALES

El metano es la primera parafina que encontramos en una seria de menor amayor nmero de carbonos. Su frmula es CH4. Luego tenemos el etano, propano,

butano y as sucesivamente se va aadiendo un carbono ms y sus correspondientes

hidrgenos en aquellos enlaces vacos. Las frmulas de los diez primeros: CnH2n+2

Suelen ser gases a temperatura ambiente, y algunos lquidos a temperaturaambiente.

Cuando las parafinas contienen ms de 18 carbones empiezan a ser slidas atemperatura ambiente. Las frmulas de los diez primeros: CnH2n+2

Cuando tienen ms de 3 tomos de C se pueden isomerizar:Ejemplo: butano isobutano

Cuantos ms tomos de carbono, el n de ismeros posibles aumenta. Para 25tomos de carbono hay aproximadamente 37 millones de ismeros posibles. Hay

petrleos con parafinas de hasta 70 tomos de carbono e innumerables ismerosposibles.

Una cadena simple de parafinas se puede isomerizar, como hemos visto, en unagran cantidad de ismeros. Pero lo normal es que en el petrleo haya molculas muchoms complejas y con muchas ms posibilidades de isomerizar.

Las parafinas lineales suelen estar unidas a molculas ms complejas

3.3. NAFTENICOS Y AROMATICOS

Los padres de la serie del primer ciclo de saturados con estabilidad qumica sonel ciclopentano y ciclohexano que existen en el petrleo pero generalmente no estnsolos sino acompaados de cadenas de parafinas.Aromticos: benceno (1ciclo)

naftaleno (2ciclos)

antraceno (3ciclos)

Los dos primeros son lineales, a partir de ah surgen ms complicaciones ya quelos ciclos pueden orientarse de muy diferentes maneras.

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3.4. PROPIEDADES DE LOS NAFTENICOS, AROMATICOS Y PARAFINAS

Parafinas: son inertes, poco reactivas con el oxgeno y dems elementos.parum sin prefijo negativoafinum afinidad Es decir, que no tienen afinidad.

Las parafinas lineales y las isoparafinas se comportan casi siempre igual.

Aromticos: tienen una gran capacidad de disolver cualquier compuesto.

La mayora de pigmentos tienen anillos aromticos. Un pigmento slido puedeser disuelto en un aromtico. Los aromticos disuelven casi todo, al contrarioque las parafinas, qumicamente inertes como hemos visto

Naftenos: Propiedades intermedias entre parafinas y aromticos.Los hidrocarburos parafnicos, aromticos y naftnicos forman el crudo, 1/3

cada uno. Por lo que 2/3 de la composicin de hidrocarburos en el petrleo sonhidrocarburos saturados.

3.5. OTROS COMPONENTES

Azufre.- se puede encontrar en forma de cido sulfhdrico, que tiene un olor intenso ydesagradable y es txico.

El cido sulfhdrico contiene 2 protones ionizados de H por lo que es cido ymuy corrosivo.

Mercaptanos.- tioles sustituidos por un radical etilo. Sigue oliendo mal, y sontxicos.

Los compuestos en los que se encuentra el azufre suelen ser bastante cidos ypor lo tanto, corrosivos. Todos esos compuestos hay que eliminarlos del crudo.

El tanto por ciento de azufre en crudo debe ser menor al 1% y en crudos pesadosdeber estar entre 4-5%

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El crudo tiene azufre que no est en estado elemental, sino unido a otroselementos formando compuestos. Se encuentra en un 0,1% - 8%, aunque un 5% seconsidera que es bastante.

Un crudo puede tener mximo 10 ppm de azufre. Si tiene ms, se considera no

vlido y hay que desulfatarlo; si tiene menos, est bien.

El nitrgeno se encuentra en menor proporcin que el azufre: 0,5-3%. Se puedeencontrar formando compuestos nitrogenados bsicos

Todos estos compuestos y sus derivados, as como su unin con los bencenosson los responsables de la inestabilidad ante la luz, pues en contacto con ella sedescomponen.

El azufre hay que eliminarlo durante el proceso de refino (desulfatacin). Elnitrgeno no hay por qu quitarlo ya que al eliminar el azufre, parte del nitrgeno eseliminado tambin.

Tambin hay compuestos oxigenados en cantidades pequeas. steres,aldheidos, cidos No tienen propiedades especialmente negativas. Los ms normalesson los cidos lactridos, como el cicloheaxanoico.

En caso de crudos no muy maduros, quedarn gruposCOH, grupos cidos, contendencia a darcorrosin (por ejemplo crudos de Nigeria o California) que se comenlas paredes de los tubos. Lo normal es introducirlo en dosis muy pequeas con crudonormal. Se diluyen en cantidades muy pequeas, del orden del 1%.

Tambin hay metales en el crudo. Principalmente Ni, Fe y Vanadio.El Ni y el Vanadio estn en cantidades y proporciones nicas para cada crudo,

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

refino es limitada.Los metales del crudo vienen de los pigmentos del plancton. El Fe, por ejemplo,viene de la hemoglobina.

La prueba de que el petrleo lleva elementos slidos en su composicin es elbetn, donde se concentra la parte ms pesada. Es un producto viscoelstico. Pero atemperatura baja se comporta como un slido. Es decir que lleva un slido disperso enl.

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4. Tipos y caractersticas del crudo de petrleo

La composicin tpica de un crudo es:

C: 84-87 %H: 11-14 %S: pequeas cantidades

N: pequeas cantidadesO, metales: pequeas cantidades

Este es un anlisis aproximado pues cada crudo es distinto de otro. Lacomposicin de los crudos depende del lugar en el que se hayan formado. No slo sedistinguen unos crudos de otros por sus diferentes proporciones en las distintasfracciones de hidrocarburos, sino tambin porque tienen distintas proporciones de

azufre, nitrgeno y de las pequeas cantidades de diversos metales, que tienen muchaimportancia desde el punto de vista de la contaminacin.

4.1. TIPOS DE PETROLEO

La presencia en diversas cantidades de cada uno de los elementos qumicos(orgnicos e inorgnicos) que componen el petrleo, determinan sus caractersticas

particulares como el color, densidad, viscosidad, entre otras, las que nos permitenclasificarlo de diferentes maneras.

Los tipos de petrleo pueden ser determinados de distintos modos en funcin al criterioque se desee considerar como predominante, siendo los ms comunes:

Por su composicin qumica

Este tipo de clasificacin depende estrictamente de la presencia de ciertoscomponentes qumicos en el petrleo, as como de la unin de stos en elementos mscomplejos. Su importancia radica en las caractersticas particulares que cada uno deestos elementos le aade al petrleo. As tenemos que se puede clasificar en:

- Parafnico: cuyo componente principal es el compuesto qumico llamadoparafina. Son muy fluidos y de color claro. Proporcionan una mayor cantidad denafta (usada para obtener solventes de pintura, productos de lavado al seco ogasolinas) y lubricantes que los otros tipos de petrleo en el proceso derefinacin.

- Naftnicos: siendo sus componentes principales los naftenos y loshidrocarburos aromticos. Son petrleos muy viscosos y de coloracin oscura.Generan una gran cantidad de residuos tras el proceso de refinacin.

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

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Por su densidad

La referencia que sustenta esta clasificacin es la gravedad API (del Instituto dePetroleo Americano), que es una medida de densidad.

La densidad es una propiedad fsica que mide la cantidad de masa contenida enun determinado volumen. Por ejemplo, si comparamos 1 kg de ladrillos con 1 kg deplumas tendremos que los ladrillos ocuparn un espacio menor que las plumas, y esto sedebe a que los ladrillos tienen una mayor densidad, en otras palabras, ocupan una mayorcantidad de masa en un espacio menor.

La Gravedad API se basa en la comparacin de la densidad del petrleo con ladensidad del agua, es decir, se busca determinar si el petrleo es ms ligero o pesadoque sta ltima. La clasificacin propuesta por el Instituto de Petrleo Americano indicaque a una mayor gravedad API el petrleo ser ms ligero, como se puede ver en elsiguiente cuadro.

Cabe indicar que los petrleos ligeros son tambin los ms requeridos en elmercado, y al mismo tiempo los de menor precio, ya que los costos tanto de extraccincomo de refinacin son menores en comparacin con petrleos pesados. As, se da unarelacin directa entre la gravedad API y la calidad del petrleo, petrleos ms ligerostienen una mayor calidad, y requieren de menores costos para ser aprovechados queaquellos ms pesados.

Por la presencia de azufre

Como mencionamos en un inicio, el azufre es uno de los componentes que estnpresentes en los hidrocarburos. Pero su presencia en los hidrocarburos implica lanecesidad de mayores procesos de refinamiento, y por ende un mayor costo final, razn

por la cual la presencia de azufre es tambin un determinante del valor comercial del

petrleo.

As, tenemos que el petrleo puede clasificarse de 2 formas:

- Petrleo Dulce (Sweet Crude Oil), es aquel que contiene menos de 0.5% decontenido sulfuroso, es decir, con presencia de azufre. Es un petrleo de altacalidad y es ampliamente usado para ser procesado como gasolina.

- Petrleo Agrio (Sour Crude Oil), es aquel que contiene al menos 1% decontenido sulfuroso en su composicin. Debido a la mayor presencia de azufresu costo de refinamiento es mayor, razn por la cual es usado mayormente en

productos destilados como el diesel, dado su menor costo de tratamiento.

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Las tres formas generales de categorizacin antes mencionadas nos permitenestablecer criterios bsicos para determinar la calidad del petrleo, las cuales influirnfinalmente en la determinacin de los precios de cada uno de ellos.

4.2. PETROLEO DE REFERENCIA

En el mundo existen alrededor de 161 zonas petroleras, cada una de ellasproduciendo petrleo de diferentes caractersticas. No obstante, es comn determinar elprecio de mercado de la produccin de una zona en comparacin con aquel petrleoreferencial que se encuentra prximo geogrficamente. As, por ejemplo, el petrleo deDubai es usado como referencia en el Oriente Medio, el Minas y el Tapis (de Malasia eIndonesia respectivamente) son usados como referencia en el Lejano Oriente, y assucesivamente.

Pero sin duda los dos petrleos referenciales ms conocidos y de uso difundidoen el mundo son el West Texas Intermediate (o mayormente conocido como WTI) y elBrent Blend (o Brent), el primero de ellos producido en Norteamrica y el otro en elMar del Norte.

Cules son sus caractersticas.

- El West Texas Intermediate (WTI), es un promedio en cuanto a calidad serefiere del petrleo producido en los campos occidentales de Texas (EE.UU.). Es un

petrleo ligero (39.6de gravedad API) y dulce (0.24% de contenido sulfuroso). Su altacalidad lo hace ideal para la produccin de gasolinas y es usado como valor dereferencia sobre todo en el mercado norteamericano (por ejemplo en los mercados de

New York).- El Brent Blend (o Brent), es una combinacin de crudos de 19 diferentes

campos de explotacin petrolera localizados en el Mar del Norte, cuyas producciones seenvan hacia la terminal de Sullom Voe (Escocia) para su posterior comercializacin. Sugravedad API es de 38.3 y contiene alrededor de 0.37% de contenido sulfuroso, lo cualhace de l un petrleo ligero y dulce, pero en menor escala que el WTI, siendo ideal

para la produccin de gasolinas y destilados intermedios. Es usado como precio dereferencia en los mercados de Europa (por ejemplo, en el Internacional PetroleumExchange - IPE - de Londres), en frica y Oriente Medio.

No obstante, podramos considerar tambin la Bolsa de Crudos de la OPEP,cuya bolsa de 11 crudos producidos por sus pases miembros es un valor referencialpara el precio en el Oriente Medio, as como para los mercados internacionales.

Finalmente es importante recalcar que no todos los petrleos tienen el mismoprecio en el mercado mundial, como hemos visto, las caractersticas propias delproducto determinan su calidad y de all su precio.

El precio est en funcin de muchos factores pero sobre todo de la densidad y el azufre.Pcrudo = Pcrudo referencia C1% C2% API

: te penalizan o premian en funcin de la proporcin de S y API

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4.3. CURVAS DE DESTILACION

Otro parmetro importante que caracteriza a cada crudo de petrleo es la curvade destilacin. Una de ellas es la TBP (True Boiling Point)

Los crudos en realidad no tienen punto de ebullicin pies destilan de 0 a 600C.As que por eso usamos las curvas de destilacin.

COLUMNA PODBLIENIAK PARA DESTILACION

de 0 a 20 %Vol. destila la gasolinade 20 a 30 % el keroseno

La gasolina destila de 35 a 300CEl keroseno de 200 a 250CEl gasoil de 250 a 370C

Ningn crudo se calienta a ms de 370C porque se craquea. Pero hay productosque destilan a ms temperatura. Entonces es cuando comenzamos con la destilacin avaco para que los dems elementos que destilan a altas temperaturas a una presinatmosfrica, lo hagan a menos temperatura debido a la bajada de tensin. Al hacer vacoen la columna, seguimos destilando hasta que llegue de nuevo a 370C y bajamos otravez la presin.

Para deducir una serie de caractersticas del crudo de petrleo como su densidad,punto de ebullicin, realizaron un experimento que consista en coger 110 productosque estn en el petrleo como las parafinas de pocos tomos de carbono, ramificadas(isobutano), olefinas (hexeno), aromticos (benceno), lcticos 110 en total.

Buscando correlaciones entre las propiedades y la composicin qumica,al final de este estudio, crearon una relacin matemtica entre la composicin de los

productos, su densidad y si punto de ebullicin:

T

503020

%vol

370

250

200

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4.4. FACTOR DE CARACTERIZACION = KUOP

3 ( )

. :60/60UOP

T RK

Spgr= sp.gr = specific gravity

Si k = 13 parafnicos, normales e isoSi k = 12 hidrocarburos mixtos, no puros (siempre van acompaados de sumificos)

Grado RANKINE, R: 459,67R F=+

9 32

5F C= +

4.5. CURVAS DE ISOPROPIEDADES

Conociendo la densidad y la temperatura del punto de ebullicin,podemos saber el peso molecular, que es muy difcil de conocer y hallar.

En las curvas de isopropiedades se puede representar tambin el peso moleculary la viscosidad de los productos.

La curva de isopropiedades est conseguida a base de productos qumicamentepuros, pero nosotros lo vamos a aplicar en las fracciones del petrleo. Los cortes delpetrleo tienen intervalos de destilacin. Este grfico podemos aplicarlo a un productodel petrleo pero tendramos que calcular el punto de ebullicin de esa fraccin, que enteora no existe. Llegados a este punto caben varias posibilidades.

Temperatura C

Temperatura F

parafinas

aromticas

Pesomolecular

viscosidad

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CURVA DE DESTILACION

La curva en % mol pasara por en medio de las dos dibujadas.

En funcin de la curva: % peso, %V, % mol, nos dar una temperatura distinta

La T representativa de una fraccin de petrleo se decidi que sera la mediaponderada

4

2 905010 TTTTV

++= )(

60

1090 averagemeanTT

S

=

S: slop, pendiente

Las curvas estn casi rectas, rectas que tienen pendiente.

Segn la curva de destilacin que hayamos usado hacemos un tipo de correccinpara hallar la temperatura media ponderada.

CorreccinTPMTV+=.. Con la TMP y la densidad podemos hallar el KUOP .

El peso molecular no lo podemos calcular con la frmula pero si con la curva deisopropiedades.

T ebullicin

% Vol50

25 75 100

% peso % Vol

S(C)

correccin (C)

TV 278

TV

5

0

-5

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