IND 642 Nombre: Apaza Humiri David

Feche:5 de noviembre de 2015A

Practica 1

Que es el petróleoEl petróleo es una mezcla de hidrocarburos, compuestos que contienen en su estructura molecular carbono e hidrógeno principalmente.

El número de átomos de carbono y la forma en que están colocados dentro de las moléculas de los diferentes compuestos proporciona al petróleo diferentes propiedades físicas y químicas. Así tenemos que los hidrocarburos compuestos por uno a cuatro átomos de carbono son gaseosos, los que contienen de 5 a 20 son líquidos, y los de más de 20 son sólidos a la temperatura ambiente.

El petróleo crudo varía mucho en su composición, lo cual depende del tipo de yacimiento de donde provenga, pero en promedio podemos considerar que contiene entre 83 y 86% de carbono y entre 11 y 13% de hidrógeno.

Mientras mayor sea el contenido de carbón en relación al del hidrógeno, mayor es la cantidad de productos pesados que tiene el crudo. Esto depende de la antigüedad y de algunas características de los yacimientos. No obstante, se ha comprobado que entre más viejos son, tienen más hidrocarburos gaseosos y sólidos y menos líquidos entran en su composición.

Algunos crudos contienen compuestos hasta de 30 a 40 átomos de carbono.

Que es el gasEl gas natural, es un compuesto químico en cuya composición se presentan moléculas de hidrocarburos, formadas por átomos de carbono e hidrógeno y, por otras, en pequeñas proporciones de óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono y compuestos sulfurosos, todos estos componentes se presentan en estado gaseoso. En Bolivia, el gas natural que se produce se encuentra libre de compuestos sulfurosos, por esto es conocido como “gas dulce”.

La composición del gas natural incluye diversos hidrocarburos gaseosos, con predominio del metano, por sobre el 90%, y en proporciones menores etano, propano, butano, pentano y pequeñas proporciones de gases inertes como dióxido de carbono y nitrógeno.

Composición Típica del Gas Natural:

APLICACIONES

En el siglo XIX comenzó a extraerse y canalizarse hacia las ciudades estadounidenses como combustible para iluminación. Cuando llegó la electricidad, comenzó a emplearse en calefacción,

agua caliente sanitaria y en la industria metalúrgica. Conforme mejoró la tecnología de soldadura tras la Segunda Guerra Mundial fue aumentando la profundidad de las extracciones y la capacidad de transporte hacia los consumidores.

Actualmente se trata de un combustible muy versátil y con menos emisiones de CO2 en su combustión que el resto de combustibles fósiles, cuyos principales usos son:

• Calefacción de edificios y procesos industriales, mediante calderas, • Centrales eléctricas de alto rendimiento, como son las de ciclo combinado gas-vapor, • Centrales de cogeneración que mediante la producción simultánea de electricidad y

calor alcanzan rendimientos energéticos elevados, • Como gas natural vehicular, combustible de cada vez más empleado en camiones,

autobuses o buques, en forma de gas natural comprimido (gnc) o gas natural licuado(gnl),

• Como pila de combustible para generar energía eléctrica en vehículos de hidrógeno.

Su obtención o extracción es más sencilla y económica en comparación con otros combustibles. La licuefacción del gas natural se produce por la acción combinada de la compresión y refrigeración a bajas temperaturas. El GNL permite su transporte marítimo a largas distancias, y sin la necesidad de infraestructuras terrestres, mediante buques metaneros.

El poder calorífico superior del combustible es de 10,45 - 12,8 kWh/Nm3 (metro cúbico en condiciones normales, i. e. a 0 °C y 1 atm).

Que son los hidrocarburosLos hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen diferentes combinaciones de carbono e hidrógeno, presentándose en la naturaleza como gases, líquidos, grasas y, a veces, sólidos. El petróleo crudo y el gas natural, que son una combinación de diferentes hidrocarburos, son sus principales representantes.

Se forman por la descomposición y transformación de restos de animales y plantas, que han estado enterrados a grandes profundidades durante siglos, así tenemos que:

• El petróleo crudo, es una mezcla compleja de hidrocarburos líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre.

• El gas natural, es un hidrocarburo en estado gaseoso compuesto de metano, principalmente, y de propano y butano en menor medida.

Los hidrocarburos son una fuente importante de generación de energía para las industrias, nuestros hogares y para el desarrollo de nuestra vida diaria. Pero no es sólo un combustible, sino que a través de procesos más avanzados se separan sus elementos y se logra su aprovechamiento a través de la industria petroquímica.

Mediante la aplicación de distintos procesos de transformación (refinación) de los hidrocarburos, se pone a disposición del consumidor una amplia gama de productos, que podemos agrupar en:

• Energéticos: que son combustibles específicos para transporte, la industria, la agricultura, la generación de corriente eléctrica y uso doméstico.

• Productos especiales: como lubricantes, asfaltos, grasas para vehículos y productos de uso industrial.

Sin duda, la mayor demanda de hidrocarburos se da para la fabricación de los combustibles que usamos a diario en nuestros hogares, en nuestros automóviles y en las industrias.

Asimismo, la Industria Petroquímica hace uso de los elementos que se encuentran presentes en los hidrocarburos produciendo compuestos más elaborados que sirvan de materia prima para las demás industrias. Estos productos petroquímicos dan vida a muchos productos de uso difundido en el mundo actual: plásticos, acrílicos, nylon, fibras sintéticas, guantes, pinturas, envases diversos, detergentes, cosméticos, insecticidas, adhesivos, colorantes, refrigerantes fertilizantes, llantas, etc.

El petróleo en BoliviaLos hidrocarburos son un componente muy importante de la historia del siglo XX en Bolivia. Si bien el país ha estado históricamente asociado a la minería, a través del descubrimiento del petróleo se logró vincular el Oriente con el resto del país. Pero este proceso resultó ser altamente explosivo y volátil, con dos nacionalizaciones y un actual proceso de cambio de políticas en relación con este sector. Los hechos más importantes serán abordados a continuación.

Las primeras concesiones de petróleo en Bolivia datan de 1865 aunque éstas no tuvieron resultados prácticos. Gracias a las gestiones de un visionario empresario, Luís Lavadenz se perforó el primer pozo descubriendo petróleo en 1913, obteniendo una concesión de un millón de hectáreas para la exploración de petróleo. Debido a los cuantiosos gastos y capital requerido para esta tarea, Lavadenz vendió sus intereses y concesiones a la empresa Richmond Levering Company de Nueva York en 1920. Posteriormente, otra compañía norteamericana, Standard Oil Company compró las concesiones de Richmond Levering. En 1924 esta empresa descubrió el campo Bermejo, en 1926 Sanandita, en 1927 Camiri y en 1931 instaló refinerías en estas dos últimas localidades.

Pero esta empresa tendría problemas legales de gran envergadura con el estado boliviano. A partir de 1931 empezó a retirar equipo y maquinaria del país e incluso realizó exportaciones clandestinas a Argentina. Durante la Guerra del Chaco (donde se peleó por territorio donde hipotéticamente había petróleo con Paraguay) se rehusó a suministrar petróleo al gobierno boliviano para las Fuerzas Armadas en 1932. Estos hechos tensionaron la relación entre estado y empresa. Cuando los militares asumieron el poder después de la guerra, la imagen y reputación de la empresa estaba gravemente dañada. En 1935, el presidente José Luís Tejada inició un juicio contra la empresa por fraude y por las denuncias de exportaciones clandestinas de petróleo entre 1926 y 1927. Esta denuncia fue probada y luego admitida por la empresa.

Posteriormente, en 1937, otro militar, David Toro quien ocupaba la presidencia, expropió y confiscó bienes de la empresa por cargos de traición a la patria. Asimismo, el 21 de diciembre de 1936 se creó la empresa estatal Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB). Recién en 1942 se logró un acuerdo transaccional por las expropiaciones con la Standard Oil Company.

Apenas un año después de concluida la contienda bélica, el 21 de diciembre de 1936 se creó Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos, empresa estatal para el manejo de las áreas revertidas y sus instalaciones, comercialización interna de petróleo y el manejo de la producción de hidrocarburos. Personajes de notable aporte a la creación de YPFB fueron Dionisio Foianini Banzer, Jorge Muñoz Reyes, José Lavadenz Inchausti, Guillermo Mariaca y José Vázquez Machicado.

En mayo del 2006, el presidente populista Evo Morales decidió lanzar un decreto supremo de “nacionalización” donde se revisaron los contratos firmados con las empresas petroleras y se aumentaron los porcentajes de pago de regalías.

El gas en BoliviaLas reservas probadas de gas natural de Bolivia certificadas por la empresa canadiense GLJ Petroleum Consultants al 31 de diciembre de 2013 alcanzan a 10.45 trillones de pies cúbicos (TCF), 10.45 TCF, las probables a 3.50 TCF y las posibles a 4.15 TCF.

Se encuentran en actividades de exploración 47 áreas en Bolivia, principalmente en los departamentos productores de hidrocarburos (Tarija, Chuquisaca, Santa Cruz y Cochabamba), además de La Paz.

Los hidrocarburos en BoliviaLos hidrocarburos en Bolivia han generado durante su historia conflictos, pero a la vez buenos ingresos económicos que podrían incrementarse con un mejor aprovechamiento de este recurso natural a través de la industrialización.

El gas natural que hay en los departamentos de Tarija, Santa Cruz, Cochabamba y Chuquisaca genera hoy en día al país los mayores ingresos por su exportación como materia prima.

Brasil y Argentina son los países que demandan el recurso natural boliviano y un pequeño porcentaje se queda dentro del territorio nacional para el uso en Gas Natural Vehicular (GNV) y en el Gas Licuado de Petróleo (GLP).

Las reservas de gas natural en el país, según un estudio realizado por la certificadora internacional Ryder Scott en diciembre del 2009, señalan que el país cuenta con 19,9 TCF.

Sin embargo, estas cifras han sido cuestionadas antes y después del estudio. El ingeniero químico y exgerente industrial de YPFB entre el 2006 y el 2009, Saúl Escalera señala que en Bolivia hay más reservas.

El exfuncionario público se remite al libro del geólogo tarijeño Daniel Centeno que luego de un estudio en varias regiones del país aseguró que en Bolivia existen 1000 TCF de gas natural.

Al margen de refutar las reservas que hay en el país, Escalera cuestiona también la falta de políticas del Gobierno para poder industrializar el gas.

IND 642 Nombre: Apaza Humiri David

Feche:5 de noviembre de 2015A

Practica 2

Operaciones unitarias en la industria de Gas y PetróleoDESTILACIÓN.

Es la separación de los componentes de una mezcla liquida por vaporización y re condensación de la misma. Al calentar primero se desprenden los componentes más volátiles y va quedando un residuo líquido constituido por las sustancias de punto de ebullición más alto. La destilación es una operación utilizada con frecuencia para la purificación y aislamiento de líquidos orgánicos y aprovecha las volatilidades y puntos de ebullición de los componentes a separar. Depende de parámetros como: El equilibrio liquido vapor, temperatura, presión, composición y energía.

CLASIFICACIÓN DE LA DESTILACIÓN:

Destilación simple o sencilla: Es aplicable en los sistemas que contengan líquidos orgánicos de puntos de ebullición bastante diferenciados.

Destilación Fraccionada: Es una técnica para realizar una serie de pequeñas separaciones, en una operación sencilla y continua.

Destilación por Arrastre de vapor: Es una técnica que sirve fundamentalmente para separar sustancias insolubles en agua y literalmente volátiles, de otros productos no volátiles mezclados con ellas, es un sustituto de la destilación al vacío, y se realiza a temperaturas bajas.

Destilación a presión reducida o al vacío: Se utiliza en sustancias que no pueden purificarse por destilación a la presión ordinaria, porque se descomponen a temperaturas cercanas a su punto de ebullición normal.

APLICACION

Esta operación se aplica en todos los niveles industriales de producción, desde aplicaciones en industria farmacéutica y de química fina, hasta la industria del petróleo y producción a gran escala. Ejemplos más comunes es en la obtención de alcohol carburante, así como producción de gasolina y similares. El gran interés en la destilación proviene de la industria del petróleo para obtener el combustible que usamos habitualmente, o tantos otros derivados como los plásticos. Gran parte de la investigación en destilación se ha realizado en este sector, que utiliza siempre la modalidad "continua" porque las cantidades en son muy grandes. En tanto, el método "batch" se utiliza en la industria pequeña y mediana -farmacéutica, alimenticia; de transistores, etc. El campo de uso de ambos tipos de destilación es muy vasto.

ADSORCIÓN.

Operación unitaria física regida por la transferencia de materia. Consiste en la eliminación de algún componente de una fase fluida mediante un sólido que lo retiene. El fluido puede ser un líquido o un gas. La adsorción es un fenómeno de superficie. En la superficie del sólido se dan interacciones que hacen que las moléculas del fluido queden retenidas. Los sólidos empleados han de tener una gran superficie de adsorción como es el caso del carbón activo, gel de sílice, alúmina activada.

APLICACIÓN

A nivel industrial se emplea para secar corrientes de gases de su humedad. Se emplea un lecho de gel de sílice. También se emplea en la eliminación de olores, decoloración de líquidos. Para recuperar disolventes contaminantes. Una de las aplicaciones más conocidas de la adsorción, es la extracción de humedad del aire comprimido. También está presente en la industria alimentaria en la decoloración tanto en la azucarera como de aceites, en potabilización del agua, depuración de aguas residuales, eliminación de olores de gases industriales y desulfuración del gas natural.

EXTRACCIÓN.

La extracción líquido-líquido, también conocida extracción de solvente, es un proceso químico empleado para separar componentes de una mezcla no homogénea mediante la relación de sus concentraciones en dos fases liquidas inmiscibles. Se requiere que los dos líquidos que se ponen en contacto sean inmiscibles. Representa una solución ventajosa con relación a la destilación porque permite extraer varias sustancias que tengan un grupo funcional parecido. Para no utilizar la destilación con arrastre de vapor se emplea este método.

APLICACIÓN

La extracción líquido-líquido se utiliza en la industria del petróleo para la extracción del asfalto mediante propano líquido. La extracción sólido-líquido tiene las siguientes aplicaciones: obtención de aceites y grasas animales y vegetales, obtención de extracto de materia vegetal y animal. Industria minera (lixiviación), obtención de azúcar a partir de la remolacha. - Se lleva a cabo la técnica de extracción cuando suponga un menor coste económico. - Se utiliza como alternativa a la destilación a vacío. - Extracción con propano líquido (más económico). - Como substituto de métodos químicos. - Separación de metales: *Uranio - Vanadio *Hafrio - Zirconio *Tungsteno - Molibdeno - Separación de productos de fisión en procesos de energía atómica. - Purificación de metales. Ejemplo: Cu - Purificación de sustancias químicas inorgánicas.

UTENSILIOS DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

• Columnas de relleno: han de utilizarse en contracorriente. Por arriba alimentación y por abajo disolvente.

• Columnas pulsadas: dotadas de movimiento de agitación, es decir, columnas girando alrededor de ellas.

• Columnas pulsadas horizontales: suelen tener placas perforadas.

• Tanques agitadores: mezcladores combinados con decantadores.

• Extractores por etapas: se utiliza es de dos tipos principalmente:

Cascadas de mezclado-sedimentación de una y de varias etapas torres perforadas de varias etapas.

• Mezcladores: Son de dos tipos; mezcladores de flujo y tanques de mezclado.

• Sedimentadores: En la extracción continua, la dispersión que sale del mezclador debe pasarse a un sedimentador o decantador, en donde ocurre cuando menos la ruptura primaria.

• Extractores diferenciales de contacto continuo.

CRISTALIZACIÓN.

La cristalización es una operación de transferencia de materia en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea (soluto en disolución o en un fundido).

Destaca sobre otros procesos de separación por su potencial para combinar purificación y producción de partículas en un solo proceso. Comparado con otras operaciones de separación la cristalización en disolución presenta varias ventajas, como por ejemplo: El factor de separación es elevado (producto casi sin impurezas). En bastantes ocasiones se puede recuperar un producto con una pureza mayor del 99% en una única etapa de cristalización, separación y lavado. Si se controlan las condiciones del proceso se obtiene un producto sólido constituido por partículas discretas de tamaño y forma adecuados. Y requiere de menos energía para la separación que la destilación u otros métodos empleados.

ABSORCIÓN.

La absorción es una operación de separación que consiste en la transferencia de uno o más componentes minoritarios de una corriente gaseosa a una corriente líquida, llamada disolvente. El objetivo de esta operación suele ser purificar una corriente gaseosa para su procesamiento posterior o su emisión a la atmósfera, o bien, recuperar un componente valioso presente en la corriente gaseosa.

La absorción del SO2 presente en los gases de combustión mediante soluciones alcalinas y la absorción de CO y CO2 del gas de síntesis de amoníaco son ejemplos de purificación, mientras que la absorción de óxidos de nitrógeno en agua es la etapa final del proceso de fabricación de ácido nítrico.

La absorción se suele llevar a cabo en torres o columnas de relleno.

OTROS:

Evaporación

Filtración

Secado

Transferencia De Calor

Composición

Esquema de una bomba para extracción de petróleo.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos

de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas,naftenos y aromáticos. Junto con cantidades

variables de derivados saturados homólogos del metano (CH4). Su fórmula general es CnH2n+2.

Cicloalcanos  o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados

del ciclopropano (C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos

contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula

general es CnH2n.

Hidrocarburos aromáticos : hidrocarburos cíclicos insaturados constituidos por

el benceno (C6H6) y sus homólogos. Su fórmula general es CnHn.

Alquenos  u olefinas: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de

carbono (-C=C-). Su fórmula general es CnH2n. Tienen terminación -"eno".

Dienos : Son moléculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de

carbono. Su fórmula general es CnH2n-2.

Alquinos : moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su

fórmula general es: CnH2n-2. Tienen terminación -"ino".

Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestos que se encuentran dentro

del grupo de orgánicos, entre los que destacan sulfuros orgánicos, compuestos de nitrógeno y

de oxígeno. También hay trazas de compuestos metálicos, tales

como sodio(Na), hierro (Fe), níquel (Ni), vanadio (V) o plomo (Pb). Asimismo, se pueden

encontrar trazas de porfirinas.

Origen del petróleoEs de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente

de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en

fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente

enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. Se originaron a partir de restos de plantas y

microorganismos enterrados durante millones de años y sujetos a distintos procesos físicos y

químicos. La transformación química (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante

ladiagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros

(líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad,

gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias

geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas como rocas impermeables,

estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces

los yacimientos petrolíferos.

Teoría sobre el origen inorgánico

Artículo principal: Origen inorgánico del petróleo

Algunos científicos apoyan la hipótesis del origen abiogenético del petróleo y sostienen que en

el interior de la tierra existen hidrocarburos de origen estrictamente abiogenético. Los

químicos Marcellin Berthelot y Dimitri Mendeleiev, así como el astrónomo Thomas

Gold llevaron adelante esta teoría en el mundo occidental al apoyar el trabajo de Nikolai

Kudryavtsev en la década de 1950.[cita  requerida] Actualmente, esta teoría es apoyada

principalmente por Kenney y Krayushkin.[cita  requerida]

La hipótesis del origen abiogenético del petróleo es muy minoritaria entre los geólogos. Sus

defensores consideran que se trata de "una cuestión todavía abierta". La extensiva

investigación de la estructura química del querógeno ha identificado a las algas como la fuente

principal del petróleo. La hipótesis del origen abiogenético no puede explicar la presencia de

estos marcadores en el querógeno y el petróleo, ni puede explicar su origen inorgánico a

presiones y temperaturas suficientemente altas para convertir el querógeno en grafito. La

hipótesis tampoco ha tenido mucho éxito ayudando a los geólogos a descubrir depósitos de

petróleo, debido a que carece de cualquier mecanismo para predecir dónde podría ocurrir el

proceso. Más recientemente, los científicos del Carnegie Institution for Science han

descubierto que el etano y otros hidrocarburos más pesados pueden ser sintetizados bajo las

condiciones del manto superior.[cita  requerida]

Clasificaciones del petróleoLa industria petrolera clasifica el petróleo crudo según su lugar de origen (p.e. "West Texas

Intermediate" o "Brent") y también con base a su densidad o gravedad

API (ligero,medio, pesado, extra pesado); los refinadores también lo clasifican como "crudo

dulce", que significa que contiene relativamente poco azufre, o "ácido", que contiene mayores

cantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarán más operaciones de refinamiento para

cumplir las especificaciones actuales de los productos refinados.

Crudos de referencia

Brent Blend , compuesto de quince crudos procedentes de campos de extracción en los

sistemas Brent y Ninian de los campos del Mar del Norte, este crudo se almacena y carga

en la terminal de las Islas Shetland.

La producción de crudo de Europa, África y Medio Oriente sigue la tendencia marcada por los

precios de este crudo.

West Texas Intermediate (WTI) para el crudo estadounidense.

Dubái se usa como referencia para la producción del crudo de la región Asia-Pacífico.

Tapis (de Malasia), usado como referencia para el crudo ligero del Lejano Oriente.

Minas (de Indonesia), usado como referencia para el crudo pesado del Lejano Oriente.

Países productores.

Arabia Ligero de Arabia Saudita

Bonny Ligero de Nigeria

Fateh de Dubái

Golfo de México (no-OPEP)

Minas de Indonesia

Saharan Blend de Argelia

Merey de Venezuela

Tia Juana Light de Venezuela

La OPEP intenta mantener los precios de su Cesta entre unos límites superior e inferior,

subiendo o bajando su producción. Esto crea una importante base de trabajo para los

analistas de mercados. La Cesta OPEP, es más pesada que los crudo Brent y WTI.

Clasificación del petróleo según su gravedad API

Relacionándolo con su gravedad API el American Petroleum Institute clasifica el petróleo en

"liviano", "mediano", "pesado" y "extrapesado":1

Crudo liviano o ligero : tiene gravedades API mayores a 31,1 °API

Crudo medio o mediano : tiene gravedades API entre 22,3 y 31,1 °API.

Crudo pesado : tiene gravedades API entre 10 y 22,3 °API.

Crudo extra pesado : gravedades API menores a 10 °API.

El proceso de perforación

Yacimiento petrolífero.

Véanse también:  Ingeniería del petróleo y Geología del petróleo.

El proceso de perforación de pozos petroleros y de gas natural se realiza en las etapas de

exploración y desarrollo, de lo que la industria petrolera se conoce como upstream. La

extracción es una actividad de la última etapa del upstream, denominada producción.

Si la presión de los fluidos es suficiente, forzará la salida natural del petróleo a través del pozo

que se conecta mediante una red deoleoductos hacia su tratamiento primario, donde se

deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos más volátiles. Posteriormente se transporta

a refinerías o plantas de mejoramiento. Durante la vida del yacimiento, la presión descenderá

y será necesario usar otras técnicas para la extracción del petróleo. Esas técnicas incluyen la

extracción mediante bombas, la inyección de agua o la inyección de gas, entre otras.

El refinado de petróleoArtículo principal: Refinación del petróleo

El petróleo es una mezcla de productos que para poder ser utilizado en las diferentes

industrias y en los motores de combustión debe sufrir una serie de tratamientos diversos. Muy

a menudo la calidad de un petróleo crudo depende en gran medida de su origen. En función

de dicho origen sus características varían: color, viscosidad, contenido. Por ello, el crudo a pie

de pozo no puede ser utilizado tal cual. Se hace, por tanto, indispensable la utilización de

diferentes procesos de tratamiento y transformación para la obtención del mayor número de

productos de alto valor comercial. El conjunto de estos tratamientos constituyen el proceso de

refino o refinación del petróleo.

Destilación fraccionada del petróleo

Diagrama de una torre de destilación.

El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas

más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos. A ese proceso se le conoce

como destilación fraccionada. El petróleo natural hirviente (a unos 400 grados Celsius) se

introduce a la parte baja de la torre de destilación o fraccionamiento; las sustancias más

volátiles que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior, donde

se enfrían y se condensan, mientras que las fracciones más pesadas quedan en las zonas

inferiores. De este proceso se obtienen las siguientes fracciones:

Gases: metano, etano y gases licuados del petróleo (propano y butano)

Nafta , ligroína o éter de petróleo

Gasolina

Queroseno

Gasóleo  (ligero y pesado)

Fuelóleo

Aceites  lubricantes

Asfalto

Alquitrán

Refinería en Baton Rouge

La industria petroquímica elabora a partir del petróleo varios productos derivados, además de

combustibles, como plásticos, derivados del etileno, pesticidas, herbicidas,fertilizantes o fibras

sintéticas.

Métodos de mejoramiento de octanaje

Para incrementar el octanaje de naftas y gasolinas se utilizan los siguientes métodos:

Reforming

Es la reformación de la estructura molecular de las naftas. Las naftas extraídas directamente

de la destilación primaria suelen tener moléculas lineales por lo que tienden a detonar por

presión. Por eso el reforming se encarga de "reformar" dichas moléculas lineales en

ramificadas y cíclicas. Al ser más compactas no detonan por efecto de la presión. La

reformación puede realizarse de dos maneras distintas, mediante calor (lo cual es muy poco

usual y se realiza en menor medida; se denomina reformación térmica) o mediante calor y la

asistencia de un catalizador (reformación catalítica).

Reformado catalítico (sin aditivos antidetonantes)

En el reformado catalítico se deshidrogenan alcanos tanto de cadena abierta como cíclicos

para obtener aromáticos, principalmente benceno, tolueno y xilenos,

empleandocatalizadores de platino -renio -alúmina. En la reformación catalítica el número de

átomos de carbono de los constituyentes de la carga no varía. Es posible convertir

ciclohexanos sustituidos en bencenos sustituidos; parafinas lineales como el n-heptano se

convierten en tolueno y también los ciclopentanos sustituidos pueden convertirse en

aromáticos. La reformación catalítica es una reacción a través de iones carbono.

Alquilación

Proceso para la producción de un componente de gasolinas de alto octanaje por síntesis de

butilenos con isobutano. El proceso de alquilación es una síntesis química por medio de la

cual se une un alcano ramificado al doble enlace de un alqueno, extraído del craking o

segunda destilación. Al resultado de la síntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada,

producto constituido por componentes isoparafínicos. Su objetivo es producir una fracción

cuyas características tanto técnicas (alto octano) como ambientales (bajas presión de vapor y

reactividad fotoquímica) la hacen hoy en día, uno de los componentes más importantes de la

gasolina reformulada. La alquilación es un proceso catalítico que requiere de un catalizador de

naturaleza ácida fuerte, y se utilizan para este propósito ya sea ácido fluorhídrico o ácido

sulfúrico.

Isomerización

La isomerización convierte la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en una cadena

ramificada. Se hace sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes. Las parafinas,

son hidrocarburos constituidos por cadenas de átomos de carbono asociados a hidrógeno,

que poseen una gran variedad de estructuras; cuando la cadena de átomos de carbono es

lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto

es una isoparafina. Las isoparafinas tienen número de octano superior a las parafinas

normales, de tal manera que para mejorar la calidad del producto se utiliza un proceso en el

que las parafinas normales se convierten en isoparafinas a través de reacciones de

isomerización. La práctica es separar por destilación la corriente de nafta en dos cortes, ligero

y pesado; el ligero que corresponde a moléculas de cinco y seis átomos de carbono se

alimenta al proceso de isomerización, mientras que el pesado, con moléculas de siete a once

átomos de carbono, es la carga al proceso de reformación antes descrito. Las reacciones de

isomerización son promovidas por catalizador de platino.

El petróleo y el ser humanoHistoria

Artículo principal: Historia de la industria del petróleo

Desde la antigüedad el petróleo aparecía de forma natural en ciertas regiones terrestres como

son los países de Oriente Medio. Hace 6000 años en Asiria y en Babilonia se usaba para

pegar ladrillos y piedras, en medicina y en el calafateo de embarcaciones; en Egipto, para

engrasar pieles; las culturas precolombinas de México exactamente enTalpa de

allende pintaron esculturas con él; y los chinos ya lo utilizaban como combustible.

La primera destilación de petróleo se atribuye al sabio árabe de origen persa Al-Razi en el

siglo IX, inventor del alambique, con el cual obtenía queroseno y otros destilados, para usos

médicos y militares. Los árabes a través del Califato de Córdoba, actual España, difundieron

estas técnicas por toda Europa.

Durante la Edad Media continuó usándose únicamente con fines curativos.

En el siglo XVIII y gracias a los trabajos de G. A. Hirn, empiezan a perfeccionarse los métodos

de refinado, obteniéndose productos derivados que se utilizarán principalmente para el

engrasado de máquinas.

En el siglo XIX se logran obtener aceites fluidos que empezaran pronto a usarse para el

alumbrado. En 1846 el canadiense A. Gesnerse obtuvo queroseno, lo que incrementó la

importancia del petróleo aplicado al alumbrado. En 1859 Edwin Drake perforó el primer pozo

de petróleo en Pensilvania.

La aparición de los motores de combustión interna abrió nuevas e importantes perspectivas en

la utilización del petróleo, sobre todo en uno de los productos derivados, lagasolina, que hasta

entonces había sido desechada por completo al no encontrarle ninguna aplicación práctica.

El 14 de septiembre de 1960 en Bagdad, (Irak) se constituye la Organización de Países

Exportadores de Petróleo (OPEP), fundada por el Ministro de Energías venezolano Juan

Pablo Pérez Alfonso, junto con un grupo de ministros árabes.

Véanse también: Crisis del petróleo de 1973, Crisis del petróleo de 1979,  Invasión de Iraq de

2003 y Guerra del Golfo.

Es de señalar, que derivado de la crisis del petróleo de 1973 y como respuesta a la OPEP, en

1974 la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico OCDE, crea la Agencia

Internacional de Energía o AIE, con el objetivo de que los países consumidores de crudo

coordinaran la medidas necesarias para asegurar el abastecimiento del petróleo.

Las principales empresas estatales son Aramco (Arabia Saudita), National Iranian Oil

Company (Irán), Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima PDVSA (Venezuela), China

National Petroleum Corporation, Kuwait Petroleum Company, Sonatrach, Nigerian National

Petroleum Corporation, Libya National Oil Co, Petróleos Mexicanos (PEMEX) (México) y Abu

Dhabi National Oil Co. En el caso de la mayor empresa rusa, Lukoil, la propiedad

gubernamental es parcial.

Reservas

Si la extracción continúa al mismo ritmo que en el 2008, salvo que se encontrasen nuevos

yacimientos, las reservas mundiales durarían aproximadamente 32 años[cita  requerida]. Se calcula

que quedan unas 143 000 millones de toneladas.

Hay entre 6,8 y 7,2 barriles de petróleo por tonelada, en dependencia de la densidad del

petróleo. Por tanto, las reservas de crudo se calculan entre 0,97 y 1,003 billones de barriles de

petróleo.2

Otras fuentes indican que si la producción de petróleo siguiera en el futuro al mismo ritmo que

en 2013, las reservas mundiales –salvo que se encontrasen nuevos yacimientos– durarían

53,3 años, ascendiendo las reservas mundiales probadas de petróleo a 1,69 billones de

barriles a finales del año 2013.3

Sin embargo el límite de las reservas podría estar más cercano aún si se tienen en cuenta

modelos de previsión con un consumo creciente como ha venido siendo normal a lo largo de

todo el siglo pasado. Los nuevos descubrimientos de yacimientos se han reducido

drásticamente en las últimas décadas haciendo insostenible por mucho tiempo los elevados

niveles de extracción actuales, sin incluir la futura demanda de los consumidores asiáticos.

Por otra parte, la mayoría de las principales reservas mundiales han entrado en declive y solo

las de Oriente Medio mantienen un crecimiento sostenido.

Según la Teoría del pico de Hubbert, actualizada con datos recientes por la Asociación para el

estudio del pico del petróleo, el inicio de dicho declive se habría producido en torno a 2007.

La Agencia Internacional de la Energía reconoció en 2010 que el cénit de la extracción

mundial de petróleo convencional se había producido en 2006.4

Existen otros tipos de reservas de hidrocarburos, conocidos como bitumenes, el cual es

petróleo extrapesado, cuyas reservas más conocidas son las de bitumen de las Arenas de

Atabasca en Canadá, y la faja petrolífera del Orinoco en Venezuela. Según cálculos de la

estatal venezolana PDVSA, la unión de estas reservas no convencionales con reservas

convencionales le da a Venezuela el primer puesto como el país con mayores reservas de

hidrocarburos en el planeta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Consumo

Durante el año 2004, el consumo mundial de petróleo se elevó un 3,4 % y alcanzó los 82,4

millones de barriles al día. Los responsables de casi la mitad del aumento sonEstados

Unidos y China, que en la actualidad utilizan 20,5 y 6,6 millones de barriles diarios,

respectivamente.5

Amenazas para la sociedad y el medio ambiente

Voluntarios limpiando las costas deGalicia después de la catástrofe del Prestige, marzo de 2003.

Contaminación

El petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difícil de limpiar. Además,

la combustión de sus derivados produce productos residuales: partículas, CO2, SOx (óxidos de

azufre), NOx (óxidos nitrosos), etc.

En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida del lugar,

razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir normas y procedimientos estrictos

en materia de protección ambiental.

Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el mar, son residuos que

vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como un accesible y barato depósito de

sustancias contaminantes.

Otros derrames se deben a accidentes que sufren los grandes barcos contenedores de

petróleo, que por negligencia transportan el combustible en condiciones inadecuadas.

De cualquier manera, los derrames de petróleo representan una de las mayores causas de la

contaminación oceánica. Ocasionan gran mortandad de aves acuáticas, peces y otros seres

vivos de los océanos, alterando el equilibrio del ecosistema. En las zonas afectadas, se

vuelven imposibles la pesca, la navegación y el aprovechamiento de las playas con fines

recreativos.

Cambio climático

La combustión de los derivados del petróleo es una de las principales causas de emisión de

CO2, cuya acumulación en la atmósfera favorece el cambio climático.

Conflictos geopolíticos

El control del petróleo se ha vinculado a diversos conflictos bélicos desde la Segunda Guerra

Mundial hasta los más recientes en Irak (1991 y 2004).

Véanse también: Deepwater Horizon, Exxon Valdez, Cénit del petróleo, Contaminación

atmosférica y Lluvia ácida (demasiados parámetros en {{VT}}) Wikipedia.

Alternativas al petróleoComo sustancias alternativas a los combustibles derivados del petróleo se encuentran

el biodiésel, aceite combustible con características comparables al diésel que se extrae

principalmente de las semillas oleaginosas de diferentes plantas y el bioetanol, alcohol

procedente de restos vegetales, que se puede utilizar mezclándolo con otros combustibles o

para la fabricación de éteres, que son bases para fabricar combustibles más ecológicos.

Véanse también: Vehículo híbrido, Necar 5, Moteur Developpment International, Energía

renovable y Bioplástico.

Principales petroleras estatales de América LatinaArgentina

ENARSA (acrónimo de Energía Argentina S.A.) es una empresa pública argentina dedicada al

estudio, exploración y explotación de yacimientos de hidrocarburos, el transporte, almacenaje,

distribución, comercialización e industrialización de estos productos y sus derivados, el

transporte y distribución de gas natural, y la generación, transporte, distribución y

comercialización de energía eléctrica. La titularidad de la empresa está repartida en un 53 %

perteneciente al Estado nacional, un 12 % en manos de las provincias y el resto a comerciarse

en la bolsa de comercio. ENARSA cuenta entre sus activos el monopolio legal sobre de la

exploración y explotación de la plataforma submarina del mar Argentino.6

Yacimientos Petrolíferos Fiscales (YPF) Sociedad del Estado, fundada en 1922, fue la primera

petrolera estatal de América latina y modelo sobre el que se constituyeron entre

otras, Petrobras, perteneciente a Brasil. En su momento la mayor empresa del país que

perteneció al Estado argentino hasta su privatización durante la presidencia de Carlos Saúl

Menem. El 3 de mayo del 2012 el Congreso de la Nación Argentina aprobó el proyecto de ley

para expropiar YPF, regresándola a manos del Estado Argentino en un 51 % de su paquete

accionario.

Bolivia

YPFB (Yacimientos petrolíferos fiscales bolivianos) es la empresa estatal boliviana encargada

de la exploración y procesos de destilación y venta en Bolivia. Empresa nacionalizada el 1 de

mayo de 2006 de manos de transnacionales "Petrobras" pertenecientes de países de origen

como Estados Unidos, Brasil, España, etc., de donde se recuperó el 100 % de las regalías

para el estado y repartiendo a sus nueve gobernaciones con un impuesto directo a las

producciones de hidrocarburos.

Brasil

Petrobras es una empresa mixta integrada de energía de origen brasileño. El 51 % de

sus acciones en manos del Estado brasileño, el mayor accionista por ser las fuentes de

energía uno de los mayores intereses públicos del estado brasileño; y el 49 % en manos

privadas. La empresa está en cuarto lugar en el ranking de las mayores empresas petrolíferas

internacionales de capital abierto en el mundo, además de ser la mayor compañía de América

Latina.7 Petrobras opera en forma activa en el mercado internacional de petróleo como así

también a través del intercambio de una importante diversidad de productos relacionados con

la industria hidrocarburífera. Entre otras cosas, Petrobrás se destaca por utilizar alta

tecnología en operaciones de exploración y producción de petróleo en aguas abiertas (off

shore) contando con el récord de la planta de producción de crudo más profunda del mundo.

En noviembre de 2007 fue descubierto en Brasil el megacampo de Tupi, en la "Bacia de

Santos", con una reserva estimada por la Petrobras de entre cinco mil millones y ocho mil

millones de barriles de petróleo, uno de los más grandes descubrimientos de petróleo del

mundo desde 2000. El 14 de abril de 2008 Petrobrás anuncia el descubrimiento del

megacampo Carioca, cinco veces más grande que el de Tupi, con reservas cercanas a los 33

mil millones de barriles de petróleo equivalente.

Chile

Artículo principal: Empresa Nacional del Petróleo

La Empresa Nacional del Petróleo (ENAP) es una empresa estatal chilena dedicada a la

exploración, producción y comercialización de hidrocarburos y sus derivados. Depende

actualmente del Ministerio de Energía. Los últimos proyectos de extracción de ENAP fueron

en Magallanes, Patagonia, actualmente ya no extrae petróleo, solo importa, refina y

comercializa combustibles.

Colombia

Ecopetrol S.A. (Empresa Colombiana de Petróleo) es una Sociedad Pública por acciones, del

estado colombiano, dedicada a explorar, producir, transportar, refinar y comercializar

hidrocarburos. Con utilidades promedio en los últimos 5 años superiores a los 1.2 billones de

pesos anuales y exportaciones en el mismo período por más de 1.981 millones de dólares, es

la cuarta petrolera estatal más grande de América Latina. Es la primera compañía de petróleo

de Colombia, es listada en el puesto 303 entre las empresas más grandes del mundo por

Forbes y como la cuarta petrolera a nivel latinoamericano por detrás de Petrobras, Pemex y

PDVSA en 2012. Recientemente la firma Platts ubicó a esta petrolera como una de las 14

mejores del mundo, primera en América Latina y 4.ª del continente.

Ecuador

Petroamazonas EP (Empresa Estatal de Petróleos ) es una empresa estatal ecuatoriana,

creada en 2006, encargada de la exploración y producción de hidrocarburos. El Estado,

directamente por medio de Petroamazonas EP o por contratos de asociación con terceros,

asume la exploración y explotación de los yacimientos de hidrocarburos en el territorio

nacional y mar territorial. (MCR)

México

Petróleos Mexicanos (PEMEX) es una empresa estatal mexicana, creada en 1938, que cuenta

con un monopolio constitucional para la explotación de los recursos energéticos

(principalmente petróleo) en territorio mexicano, aunque también cuenta con diversas

operaciones en el extranjero. PEMEX es la única empresa que puede explotar el petróleo

en México. Actúa bajo la supervisión de un consejo de administración, cuyo presidente es el

Secretario de Energía, actualmente el Lic. Pedro Joaquín Coldwell. El Director General de

PEMEX (el cual es el encargado de las operaciones diarias) es Emilio Lozoya

Austin.8 Actualmente, en México se está llevando a cabo un debate que eventualmente puede

o no derivar en un proceso para permitir el ingreso de capital particular en el petróleo, ya sea

este extranjero o nacional.

En el año 2009 la empresa De Goyler & McNaughton, Netherland & Sewell y Ryder Scott

certificó la existencia de un gran yacimiento petrolero en la región de Chicontepec en el

Estado de Veracruz, la cual en términos de volumen equivale a la mitad de las reservas

probadas de Arabia Saudita, al 78 % de las reservas de Canadá y son iguales a las reservas

petroleras de Irán, lo que colocaría a México dentro de los cuatro primeros países con mayor

número de reservas petroleras en el mundo, sin embargo se requiere de una gran inversión

para explotar al máximo este yacimiento.9

Perú

En el Perú la empresa estatal Petroperú S.A. es, desde su fundación el 24 de julio de 1969, la

encargada de la explotación de los yacimientos petroleros ubicados en este país

sudamericano. Actualmente PETROPERU S.A. se dedica a actividades de refinación,

transporte y comercialización de productos terminados, luego del proceso de privatización del

gobierno de Alberto Fujimori, en el que se vendió y concesionó diferentes lotes de producción

del norte y selva, así como refinerías importantes como La Pampilla.

Uruguay

La empresa estatal ANCAP realiza exploraciones marítimas y en tierra en búsqueda de

hidrocarburos, el 31 de marzo de 2011 su presidente Raúl Fernando Sendic confirmó la

existencia de petróleo en el departamento de Durazno.[cita  requerida]

Venezuela

Petróleos de Venezuela, Sociedad Anónima (PDVSA) es una empresa estatal que se dedica a

la explotación, producción, refinación, petroquímica, mercadeo y transporte del petróleo

venezolano. Fue creada el 1 de enero de 1976. También es clasificada por la revista

internacional Fortune como la empresa número 35 entre las 500 más grandes del

mundo. Petróleos de Venezuela está de tercera en el ranking de las 50 empresas petroleras

del mundo, solo superada por Saudi Aramco, de Arabia Saudita, y por ExxonMobil, de Estados

Unidos. Entre sus mayores activos internacionales están las refinerías Citgo en los Estados

Unidos de América de la cual es propietaria en un 100 %, la Ruhr Oil enAlemania, la cual

posee en un 50 %, y la Nynas, en Suecia, en la cual es propietaria equitativamente con una

empresa petrolera de Finlandia y Suiza.

Gas natural

Producción de gas natural según país.

El gas natural constituye una importante fuente de energía fósil liberada por su combustión. Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos ligeros que se extrae, bien sea de yacimientos independientes (gas libre), o junto a yacimientos petrolíferos o de carbón (gas asociado a otros hidrocarburos gases y liquidos peligrosos).1

De similar composición, el biogás se genera por digestión anaeróbica de desechos orgánicos, destacando los siguientes procesos: depuradoras de aguas residuales (estación depuradora de aguas residuales),vertederos, plantas de procesado de residuos y desechos de animales (SANDACH [Subproductos de origen Animal No Destinados A Consumo Humano]).

Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano, que podrían suponer una reserva energética superior a las actuales de gas natural.[cita  requerida]

== Reservas ==____

Según BP, las reservas probadas a finales de 2013 se sitúan en 185,7 billones (1012) de metros cúbicos, siendo suficientes para mantener la producción actual mundial durante 55 años más. La reservas se han incrementado en un 0,2 % en el último año.

Oriente Medio es la zona geográfica con mayores reservas, con un 43 % del total mundial (destacando Irán y Qatar), seguida de Asia Central con un 31 % (principalmente Rusia y Turkmenistán).2

También se puede encontrar gas natural en las cuencas patagónicas de Chile y Argentina. Donde se extrae el mismo para consumo de estas regiones.

Composición químicaAunque su composición varía en función del yacimiento, su principal especie química es el gas metano al 79 - 97 % (en composición molar o volumétrica), superando comúnmente el 90 - 95 % (p. ej. en el pozo West Sole del mar del Norte). Contiene además otros gases como etano (0,1 - 11,4 %), propano (0,1 - 3,7 %), butano (< 0,7 %),nitrógeno (0,5 - 6,5 %), dióxido de carbono (< 1,5 %), impurezas (vapor de agua, derivados del azufre) y trazas de hidrocarburos más pesados, mercaptanos, gases nobles, etc. (Las cifras se refieren al gas depurado comercializado en España.)3

Como ejemplo de compuesto contaminante asociado al gas natural cabe mencionar el CO2 (dióxido de carbono) que alcanza la concentración del 49 % en el yacimiento de Kapuni (Nueva Zelanda).[cita  requerida]

Durante la extracción, algunos gases que forman parte de su composición natural se separan por diferentes motivos: por su bajo poder calorífico (p. ej. nitrógeno o dióxido de carbono), porque pueden condensarse en los gasoductos (al tener una baja temperatura de saturación) o porque dificultan el proceso de licuefacción de gases (como el dióxido de carbono, que se solidifica al producir gas natural licuado (GNL). El CO2 se determina habitualmente con los métodos ASTM D1137 o D1945.[cita  requerida]

El propano, butano y otros hidrocarburos más pesados también se separan porque dificultan que la combustión del gas natural sea eficiente y segura. El agua (vapor) se elimina por estos motivos y porque a presiones altas forma hidratos de metano, que obstruyen los gasoductos. Los derivados del azufre son depurados hasta concentraciones muy bajas para evitar la corrosión, formación de olores y emisiones de dióxido de azufre (causante de la lluvia ácida) tras su combustión. La detección y la medición de sulfuro de hidrógeno (H2S) se efectúa siguiendo los métodos ASTM D2385 o D2725.[cita  requerida]

Por último, para su uso doméstico se le añaden trazas de mercaptanos (entre ellos el metil-mercaptano CH4S), que permiten su detección olfativa en caso de fuga.

Aplicaciones[editar]

En el siglo XIX comenzó a extraerse y canalizarse hacia las ciudades estadounidenses como combustible para iluminación. Cuando llegó la electricidad, comenzó a emplearse en calefacción, agua caliente sanitaria y en la industria metalúrgica. Conforme mejoró la tecnología de soldadura tras la Segunda Guerra Mundial fue aumentando la profundidad de las extracciones y la capacidad de transporte hacia los consumidores. 4

Actualmente se trata de un combustible muy versátil y con menos emisiones de CO2 en su combustión que el resto de combustibles fósiles, cuyos principales usos son:

calefacción de edificios y procesos industriales, mediante calderas, centrales eléctricas de alto rendimiento, como son las de ciclo combinado gas-vapor, centrales de cogeneración que mediante la producción simultánea de electricidad y calor

alcanzan rendimientos energéticos elevados, como gas natural vehicular, combustible de cada vez más empleado en camiones,

autobuses o buques, en forma de gas natural comprimido (GNC) o gas natural licuado(GNL),

como pila de combustible para generar energía eléctrica en vehículos de hidrógeno.

Su obtención o extracción es más sencilla y económica en comparación con otros combustibles. La licuefacción del gas natural se produce por la acción combinada de la compresión y refrigeración a bajas temperaturas. El GNL permite su transporte marítimo a largas distancias, y sin la necesidad de infraestructuras terrestres, mediante buquesmetaneros.

El poder calorífico superior del combustible es de 10,45 - 12,8 kWh/Nm3 (metro cúbico en condiciones normales, i. e. a 0 °C y 1 atm).5

Impacto ambiental[editar]

Llave de paso de un suministro de gas natural en la cocina de una vivienda deSantiago de Chile.

El CO2 emitido a la atmósfera tras la combustión del gas natural se trata de un gas de efecto invernadero que contribuye alcalentamiento global de la Tierra. Esto se debe a que el CO2 es transparente a la luz visible y ultravioleta, mientras que absorbe la radiación infrarroja que emite la superficie de la Tierra al espacio exterior, ralentizando el enfriamiento nocturno de esta.

La combustión del gas natural produce menos gases de efecto invernadero que otros combustibles fósiles como los derivados petrolíferos (fuelóleo, gasóleo o gasolina) y especialmente que el carbón. Además es un combustible que se quema de forma más limpia, eficiente y segura, no produce dióxido de azufre (causante de la lluvia ácida) ni partículas sólidas.

La razón por la cual produce poco CO2 es que la molécula de su principal componente, el metano, contiene cuatro átomos dehidrógeno por cada uno de carbono, produciendo dos moléculas de agua por cada una de CO2. Mientras que los hidrocarburos de cadena larga (p. ej. los contenidos en el gasóleo) producen prácticamente sólo una molécula de agua por cada una de CO2(además, la entalpía estándar de formación del agua es muy elevada).

Sin embargo, los escapes de gas natural que se producen en los pozos suponen un aporte muy significativo de gases de efecto invernadero, ya que el metano equivale a 23 veces el efecto invernadero que el dióxido de carbono (datos del IPCC). Por ejemplo, el accidente de marzo de 2012 en la plataforma petrolífera Elgin -operada por la petrolera Total en el Mar del Norte- supuso un escape de unos 5,5 millones de m3 diarios.6 Como la densidad del metano en condiciones estándar es 0,668 kg/m37 el escape fue de 3674 toneladas diarias, que equivalen a 84 502 toneladas diarias (equivalentes de dióxido de carbono). La duración de la detención de dicho escape se estimó en 6 meses, lo que suponen 15 millones de toneladas equivalentes de dióxido de carbono (las emisiones industriales de Estonia en el año 2009).

Hidrocarburo

Refinería en California.

Algunos hidrocarburos. De arriba a

abajo: etano, tolueno, metano, eteno,benceno, ciclohexano y decano.

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono y átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas, y

abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos sustituidos.

Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.

De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los hidrocarburos se pueden clasificar como:

Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en: Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales.

Hidrocarburos cíclicos ó cicloalcanos, que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se clasifican como: Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización. Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.

Los sistemas policíclicos se pueden clasificar por su complejidad en:

Fusionados, cuando al menos dos ciclos comparten un enlace covalente.

Cicloalcano bicíclico de fusión.

Espiroalcanos, cuando al menos dos ciclos tienen un solo carbono en común.

Cicloalcano bicíclico espiro.

Puentes Estructuras de von Baeyer, cuando una cadena lateral de un ciclo se conecta en un carbono cualquiera. Si se conectara en el carbono de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto espiro. Si la conexión fuera sobre el carbono vecinal de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto fusionado. Una conexión en otro carbono distinto a los anteriores genera un puente.

Cicloalcanos tipo puente.

Agrupaciones, cuando dos ciclos independientes se conectan por medio de un enlace covalente.

Cicloalcanos en agrupaciones.

Ciclofanos, cuando a partir de un ciclo dos cadenas se conectan con otro ciclo.

Ciclofanos.

Según los enlaces entre los átomos de carbono, los hidrocarburos se clasifican en:

Hidrocarburos alifáticos, los cuales carecen de un anillo aromático, que a su vez se clasifican en: Hidrocarburos saturados, (alcanos o parafinas), en la que todos sus carbonos tienen

cuatro enlaces simples (o más técnicamente, con hibridación sp3). Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos un enlace doble

(alquenos u olefinas) o triple (alquino o acetilénico) en sus enlaces de carbono.

Hidrocarburos aromáticos , los cuales presentan al menos una estructura que cumple la regla de Hückel (Estructura cíclica, que todos sus carbonos sean de hibridación sp2y que el número de electrones en resonancia sea par no divisible entre 4).

Los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. La explotación comercial de los hidrocarburos constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.

Según los grados API, se clasifican en:

Si es:

> 40 - condensado 30-39,9 - liviano 22-29,9 - mediano 10-21,9 - pesado < 9,9 - extrapesado

Índice

  [ocultar] 

1   Hidrocarburos sustituidos 2   Toxicología 3   Microorganismos que degradan los hidrocarburos 4   Véase también 5   Enlaces externos

Hidrocarburos sustituidos[editar]

Artículo principal: Grupo funcional

Los hidrocarburos sustituidos son compuestos que tienen la misma estructura que un hidrocarburo, pero que contienen átomos de otros elementos distintos al hidrógeno y el carbono en lugar de una parte del hidrocarburo. La parte de la molécula que tiene un ordenamiento específico de átomos, que es el responsable del comportamiento químico de la molécula base, recibe el nombre de grupo funcional.

Por ejemplo:

Los compuestos halogenados tienen como grupo funcional los átomos de halógenos. Tienen una alta densidad. Se utilizan en refrigerantes, disolventes, pesticidas, repelentes de polillas, en algunos plásticos y en funciones biológicas: hormonas tiroideas. Por ejemplo: cloroformo, diclorometano, tiroxina, Freón, DDT, PCBs, PVC. La estructura de los compuestos halogenados es: R-X, en donde X es flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I), y R es un radical de hidrocarburo.

Véase también: Compuesto organohalogenado

Toxicología[editar]

Las intoxicaciones por hidrocarburos tienden a causar cuadros respiratorios relativamente severos. La gasolina, el queroseno y los aceites y/o barnices para el tratamiento de muebles, que contienen hidrocarburos, son los agentes más comúnmente implicados en las intoxicaciones. El tratamiento a menudo requiere intubación y ventilación mecánica. Inducir el vómito en estos sujetos está contraindicado porque puede causar más daño esofágico.

Índice [ocultar]

1 Estructura de una refinería

2 Tipos de crudo

3 Proceso

3.1 Destilación

3.2 Cracking

4 Véase también

5 Enlaces externos

1 Principales empresas petroleras

2 Historia de las refinerías

3 Estructura de una refinería

3.1 Partes

4 Impactos ambientales de una refinería

5 Enlaces externos

DestilaciónEste artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de Internet fidedignas. Este aviso fue puesto el 21 de octubre de 2013.Puedes añadirlas o avisar al autor principal del artículo en su página de discusión pegando: {{subst:Aviso referencias|Destilación}} ~~~~

Aparato de destilación para las semillas de Neem en un laboratorio deTec de Monterrey, Campus

Ciudad de México

La destilación es la operación de separar las distintas sustancias que componen una mezcla líquida mediante vaporización ycondensación selectivas. Dichas sustancias, que pueden ser componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados, se separan aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de ellas, ya que el punto de ebullición es una propiedad intensivade cada sustancia, es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión.

Índice

  [ocultar] 

1   Destilación simple 2   Destilación fraccionada 3   Destilación al vacío 4   Destilación azeotrópica 5   Destilación por arrastre de vapor 6   Destilación mejorada 7   Destilación seca 8   Véase también 9   Enlaces externos

Destilación simple[editar]

Artículo principal: Destilación simple

La destilación simple o destilación sencilla es una operación donde los vapores producidos son inmediatamente canalizados hacia un condensador, el cual los enfría (condensación) de modo que el destilado no resulta puro. Su composición será diferente a la composición de los vapores a la presión y temperatura del separador y pueden ser calculada por la ley de Raoult. En esta operación se pueden separar sustancias con una diferencia entre 100 y 200 grados Celsius, ya que si esta diferencia es menor, se corre el riesgo de crear azeótropos. Al momento de efectuar una destilación simple se debe recordar colocar la entrada de agua por la parte de arriba del refrigerante para que de esta manera se llene por completo. También se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido o 2 líquidos que tengan una diferencia mayor de 50 °C en el punto de ebullición.

Destilación fraccionada[editar]

Artículo principal: Destilación fraccionada

La destilación fraccionada de alcohol etílico es una variante de la destilación simple que se emplea principalmente cuando es necesario separar líquidos con puntos de ebullición cercanos.

La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden, junto con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos". Esto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que lo ceden) y los líquidos (que lo reciben).

Destilación al vacío[editar]

La destilación al vacío consiste en generar un vacío parcial por dentro del sistema de destilación para destilar sustancias por debajo de su punto de ebullición normal. Este tipo de destilación se utiliza para purificar sustancias inestables por ejemplo las vitaminas.Lo importante en esta destilación es que al crear un vacío en el sistema se puede reducir el punto de ebullición de la sustancia casi a la mitad.

En el caso de la industria del petróleo es la operación complementaria de destilación del crudo procesado en la unidad de destilación atmosférica, que no se vaporiza y sale por la parte inferior de la columna de destilación atmosférica. El vaporizado de todo el crudo a la presión atmosférica necesitaría elevar la temperatura por encima del umbral dedescomposición química y eso, en esta fase del refino de petróleo, es indeseable.

El residuo atmosférico o crudo reducido procedente del fondo de la columna de destilación atmosférica, se bombea a la unidad de destilación a vacío, se calienta generalmente en un horno a una temperatura inferior a los 400 °C, similar a la temperatura que se alcanza en la fase de destilación atmosférica, y se introduce en la columna de destilación. Esta columna trabaja a vacío, con una presión absoluta de unos 20 mm de Hg, por lo que se vuelve a producir una vaporización de productos por efecto de la disminución de la presión, pudiendo extraerle más productos ligeros sin descomponer su estructura molecular.

En la unidad de vacío se obtienen solo tres tipos de productos:

Gas Oil Ligero de vacío (GOL). Gas Oil Pesado de vacío (GOP). Residuo de vacío.

Los dos primeros, GOL y GOP, se utilizan como alimentación a la unidad de craqueo catalítico después de desulfurarse en una unidad de hidrodesulfuración (HDS).

El producto del fondo, residuo de vacío, se utiliza principalmente para alimentar a unidades de craqueo térmico, donde se vuelven a producir más productos ligeros y el fondo se dedica a producir fuel oil, o para alimentar a la unidad de producción de coque. Dependiendo de la naturaleza del crudo el residuo de vacío puede ser materia prima para producir asfaltos

Destilación azeotrópica[editar]

En química, la destilación azeotrópica es una de las técnicas usadas para romper un azeótropo en la destilación. Una de las destilaciones más comunes con un azeótropo es la de la mezcla etanol-agua. Usando técnicas normales de destilación, el etanol solo puede purificarse a aproximadamente el 95 %.

Una vez se encuentra en una concentración de 95/5 % etanol/agua, los coeficientes de actividad del agua y del etanol son iguales, entonces la concentración del vapor de la mezcla también es de 95/5 % etanol-agua, por lo tanto destilar de nuevo no es efectivo. Algunos usos requieren concentraciones de alcohol mayores, por ejemplo cuando se usa como aditivo para

la gasolina. Por lo tanto el azeótropo 95/5 % debe romperse para lograr una mayor concentración.

En uno de los métodos se adiciona un material agente de separación. Por ejemplo, la adición de benceno a la mezcla cambia la interacción molecular y elimina el azeótropo. La desventaja, es la necesidad de otra separación para retirar el benceno. Otro método, la variación de presión en la destilación, se basa en el hecho de que un azeótropo depende de la presión y también que no es un rango de concentraciones que no pueden ser destiladas, sino el punto en el que los coeficientes de actividad se cruzan. Si el azeótropo se salta, la destilación puede continuar.

Para saltar el azeótropo, el punto de éste puede moverse cambiando la presión. Comúnmente, la presión se fija de forma tal que el azeótropo quede cerca del 100 % de concentración, para el caso del etanol, éste se puede ubicar en el 97 %. El etanol puede destilarse entonces hasta el 97 %. Actualmente se destila a un poco menos del 95,5 %. El alcohol al 95,5 % se envía a una columna de destilación que está a una presión diferente, se lleva el azeótropo a una concentración menor, tal vez al 93 %. Ya que la mezcla está por encima de la concentración azeotrópica actual, la destilación no se “pegará” en este punto y el etanol se podrá destilar a cualquier concentración necesaria.

Para lograr la concentración requerida para que el etanol sirva como aditivo de la gasolina se utiliza etanol deshidratado. El etanol se destila hasta el 95 %, luego se hace pasar por un tamiz molecular que absorba el agua de la mezcla, ya se tiene entonces etanol por encima del 95 % de concentración, que permite destilaciones posteriores. Luego el tamiz se calienta para eliminar el agua y puede reutilizarse.

Destilación por arrastre de vapor[editar]

En la destilación por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Lo anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el interior de la mezcla, denominándose este "vapor de arrastre", pero en realidad su función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. En este caso se tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilación (orgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportará como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá su propia presión de vapor y corresponderá a la de un líquido puro a una temperatura de referencia.

La condición más importante para que este tipo de destilación pueda ser aplicado es que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado volátil formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente.

Como se mencionó anteriormente, la presión total del sistema será la suma de las presiones de vapor de los componentes de la mezcla orgánica y del agua, sin embargo, si la mezcla a destilar es un hidrocarburo con algún aceite, la presión de vapor del aceite al ser muy pequeña se considera despreciable a efectos del cálculo:

P = Pa° + Pb°

Donde:

P = presión total del sistema Pa°= presión de vapor del agua Pb°= presión de vapor del hidrocarburo

Por otra parte, el punto de ebullición de cualquier sistema se alcanza a la temperatura a la cual la presión total del sistema es igual a la presión del confinamiento. Y como los dos líquidos juntos alcanzan una presión dada, más rápidamente que cualquiera de ellos solos, la mezcla hervirá a una temperatura más baja que cualquiera de los componentes puros. En la destilación por arrastre es posible utilizar gas inerte para el arrastre. Sin embargo, el empleo de vapores o gases diferentes al agua implica problemas adicionales en la condensación y recuperación del destilado o gas.

El comportamiento que tendrá la temperatura a lo largo de la destilación será constante, ya que no existen cambios en la presión de vapor o en la composición de los vapores de la mezcla, es decir que el punto de ebullición permanecerá constante mientras ambos líquidos estén presentes en la fase líquida. En el momento que uno de los líquidos se elimine por la propia ebullición de la mezcla, la temperatura ascenderá bruscamente.

Si en mezcla binaria designamos por na y nb a las fracciones molares de los dos líquidos en la fase vapor, tendremos:

Pa° = na P Pb° = nbP dividiendo:

Pa° = na P = na Pb° = nb P = nb

na y nb son el número de moles de A y B en cualquier volumen dado de vapor, por lo tanto:

Pa° = na Pb° = nb

Y como la relación de las presiones de vapor a una "T" dada es constante, la relación na/nb, debe ser constante también. Es decir, la composición del vapor es siempre constante en tanto que ambos líquidos estén presentes.

Además como: na = wa/Ma y nb= wb/Mb

Donde: wa y wb son los pesos en un volumen dado y Ma, Mb son los pesos moleculares de A y B respectivamente. La ecuación se transforma en:

Pa° = na = waMb Pb° nb wbMa O bien: wa = MaPa° wb MbPb°

Esta última ecuación relaciona directamente los pesos moleculares de los dos componentes destilados, en una mezcla binaria de líquidos. Por lo tanto, la destilación por arrastre con vapor de agua, en sistemas de líquidos inmisibles en ésta se llega a utilizar para determinar los pesos moleculares aproximados de los productos o sustancias relacionadas.

Es necesario establecer que existe una gran diferencia entre una destilación por arrastre y una simple, ya que en la primera no se presenta un equilibrio de fases líquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilación simple, por lo tanto no es posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor nunca estará presente el componente "no volátil" mientras esté destilando el volátil. Además de que en la destilación por arrastre de vapor el destilado obtenido será puro en relación al componente no volátil (aunque requiera de un decantación para ser separado del agua), algo que no sucede en la destilación simple donde el destilado sigue presentando ambos componentes aunque más enriquecido en alguno de ellos. Además si este tipo de mezclas con aceites de alto peso molecular fueran destiladas sin la adición del vapor se requeriría de gran cantidad de energía para calentarla y emplearía mayor tiempo, pudiéndose descomponer si se trata de un aceite esencial.

Véase también: Ley de las presiones parciales

Destilación mejorada[editar]

Cuando existen dos o más compuestos en una mezcla que tienen puntos de ebullición relativamente cercanos, es decir, volatilidad relativa menor a 1 y que forma una mezcla no ideal es necesario considerar otras alternativas más económicas a la destilación convencional, como son:

destilación alterna destilación reactiva

Estas técnicas no son ventajosas en todos los casos y las reglas de análisis y diseño pueden no ser generalizables a todos los sistemas, por lo que cada mezcla debe ser analizada cuidadosamente para encontrar las mejores condiciones de trabajo.

Destilación seca[editar]

Artículo principal: Destilación seca

La destilación seca es la calefacción de materiales sólidos en seco (sin ayuda de líquidos solventes), para producir productos gaseosos (que pueden condensarse luego en líquidos o sólidos). Este procedimiento ha sido usado para obtener combustibles líquidos de sustancias sólidas, tales como carbón y madera. Esto también puede ser usado para dividir algunas sales minerales por termólisis, para obtención de gases útiles en la industria.