PETRÓLEOPETRÓLEO

Juan Pablo ColottaJuan Pablo Colotta

Proviene del Latín, y significa Proviene del Latín, y significa ACEITE DE PIEDRAACEITE DE PIEDRA

Es la fuente natural más abundante Es la fuente natural más abundante

de hidrocarburosde hidrocarburos

Origen del petróleoOrigen del petróleo

La teoría orgánica es la actualmente aceptada. Supone que el La teoría orgánica es la actualmente aceptada. Supone que el petróleo se ha originado por una lentísima transformación de petróleo se ha originado por una lentísima transformación de restos vegetales (algas) y animales (peces) que, junto con el restos vegetales (algas) y animales (peces) que, junto con el plancton, se ha depositado en el fondo de los lagos, mares, plancton, se ha depositado en el fondo de los lagos, mares, etc. Estos restos orgánicos, por procesos de descomposición etc. Estos restos orgánicos, por procesos de descomposición y fermentación anaeróbica, dieron origen al petróleo. La y fermentación anaeróbica, dieron origen al petróleo. La transformación habría ocurrido a temperaturas no muy transformación habría ocurrido a temperaturas no muy elevadas y altas presiones.elevadas y altas presiones.

El petróleo, junto con el gas natural, se encuentra en los El petróleo, junto con el gas natural, se encuentra en los intersticios de rocas porosas (caliza o areniscas), en los intersticios de rocas porosas (caliza o areniscas), en los estratos superiores de la corteza terrestre, aprisionados estratos superiores de la corteza terrestre, aprisionados por rocas no porosas. Las aguas comprimen al petróleo por rocas no porosas. Las aguas comprimen al petróleo que queda sobre ellas por su menor densidad.que queda sobre ellas por su menor densidad.

Fuente PreceptorFuente Preceptor

Se considera al petróleo como una mezcla compleja Se considera al petróleo como una mezcla compleja de hidrocarburos, formada por centenares de de hidrocarburos, formada por centenares de compuestos. compuestos. Además, contiene pequeñas cantidades de Además, contiene pequeñas cantidades de compuestos oxigenados, sulfurados y nitrogenados, compuestos oxigenados, sulfurados y nitrogenados, que no superan el 5% del total.que no superan el 5% del total.

La composición química es variable y depende de su La composición química es variable y depende de su procedencia.procedencia.

Características Del PetróleoCaracterísticas Del Petróleo

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

Su densidad varía entre 0.615 hasta Su densidad varía entre 0.615 hasta 0.994g/cm0.994g/cm33

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

Viscosidad variable aumentando con la Viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo.densidad del mismo.

Refinación del petróleoRefinación del petróleo

El petróleo extraído del pozo se denomina El petróleo extraído del pozo se denomina crudocrudo.. Como no Como no se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre algunos tratamientos:algunos tratamientos: Separación de gasesSeparación de gases: Cuatro gases que se encuentran : Cuatro gases que se encuentran

disueltos a presión en el crudo, se separan con facilidad.disueltos a presión en el crudo, se separan con facilidad.• El Metano (CHEl Metano (CH44) y el Etano (C) y el Etano (C22HH66), componen el gas ), componen el gas

seco, así llamado porque no se licua por compresión. seco, así llamado porque no se licua por compresión. El gas seco se utiliza como combustible en el El gas seco se utiliza como combustible en el yacimiento o se inyecta en los gasoductos, yacimiento o se inyecta en los gasoductos, mezclándolo con el gas natural. mezclándolo con el gas natural.

• El Propano (CEl Propano (C33HH88) y el Butano (C) y el Butano (C44HH1010), constituyen el ), constituyen el gas húmedo que se licua por compresión. El gas gas húmedo que se licua por compresión. El gas líquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 Kg.. líquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 Kg.. La apertura de la válvula, que los recoloca a presión La apertura de la válvula, que los recoloca a presión atmosférica, lo reconvierte en gas. atmosférica, lo reconvierte en gas.

TransporteTransporte::El crudo se envía de los yacimientos a las destilerías (El crudo se envía de los yacimientos a las destilerías (refineríasrefinerías) )

que, en nuestro país, están en los centros de consumo y no en la que, en nuestro país, están en los centros de consumo y no en la región productora. Se recurre a varios medios:región productora. Se recurre a varios medios:

Por vía terrestre: vagones-tanques del ferrocarril o camiones Por vía terrestre: vagones-tanques del ferrocarril o camiones acoplados.acoplados.

Por vía marítima: Por vía marítima: buques petrolerosbuques petroleros, también llamados barcos , también llamados barcos cisternas o buques tanque, con bodegas de gran capacidad. cisternas o buques tanque, con bodegas de gran capacidad. Japón a botado petroleros gigantescos, "supertanques" de 400 Japón a botado petroleros gigantescos, "supertanques" de 400 metros de eslora, que acarrean hasta 500.000 mmetros de eslora, que acarrean hasta 500.000 m33..

Mecánicamente el crudo se transporta porMecánicamente el crudo se transporta por oleoductosoleoductos de 30-60 de 30-60 cm de diámetro con estaciones en el trayecto para bombearlo, cm de diámetro con estaciones en el trayecto para bombearlo, calentándolo para disminuir su viscosidad. Los calentándolo para disminuir su viscosidad. Los poliductospoliductos se se destinan al transporte alternativo de los diferentes subproductos.destinan al transporte alternativo de los diferentes subproductos.

Las refineríasLas refinerías

Una vez que el petróleo llega a las refinerías se Una vez que el petróleo llega a las refinerías se separa el resto de agua emulsionada y se lo somete a separa el resto de agua emulsionada y se lo somete a

las siguientes operacioneslas siguientes operaciones

gas-oil

querosén

nafta pesada

nafta liviana

gases

Petróleo reducidoPRECALENTAMIENTO ( 260 Y 350 °C )

Primera etapa

LA DESTILACIÓN FRACCIONADA

TORRE DE DESTILACIÓN

Petróleo

ESQUEMA DEMOSTRATIVO DEL INTERIOR DE LA TORRE DE DESTILACIÓNESQUEMA DEMOSTRATIVO DEL INTERIOR DE LA TORRE DE DESTILACIÓN

EN LA PRIMERA ETAPA:EN LA PRIMERA ETAPA: Los vapores de petróleo pasa a una columna de Los vapores de petróleo pasa a una columna de fraccionamiento en donde la temperatura disminuye gradualmente desde 350°C en fraccionamiento en donde la temperatura disminuye gradualmente desde 350°C en el fondo de la torre hasta 100°C en la cabeza, separándose las distintas fracciones:el fondo de la torre hasta 100°C en la cabeza, separándose las distintas fracciones: Por la cabezaPor la cabeza: : Gases: Gases: que hubieran quedado disueltos anteriormente, reciben el que hubieran quedado disueltos anteriormente, reciben el tratamiento mencionado, dando, gas seco que se une al gas tratamiento mencionado, dando, gas seco que se une al gas natural y al supergás que se expende en garrafas. natural y al supergás que se expende en garrafas. Por el lateral:Por el lateral: Naftas:Naftas: corresponden a la mezcla de hidrocarburos que contienen corresponden a la mezcla de hidrocarburos que contienen entre 6 y 9 átomos de carbono por molécula. Su densidad es de entre 6 y 9 átomos de carbono por molécula. Su densidad es de

0,7 gr/ml. 0,7 gr/ml. Querosén o Kerosén:Querosén o Kerosén: comprenden la mezcla de hidrocarburos que comprenden la mezcla de hidrocarburos que contiene entre 10 y 16 átomos de carbono por molécula. Su contiene entre 10 y 16 átomos de carbono por molécula. Su

densidad es de 0,8 gr/ml. densidad es de 0,8 gr/ml. Gasoil:Gasoil: nombre que se le asigna a la mezcla formada por nombre que se le asigna a la mezcla formada por hidrocarburos que posen entre 16 y 18 átomos de carbono por hidrocarburos que posen entre 16 y 18 átomos de carbono por

molécula. Su densidad es de 0,9 gr/ml. molécula. Su densidad es de 0,9 gr/ml.Por la base:Por la base: Petróleo reducido:Petróleo reducido: es el residuo que no se destila. Se separa por es el residuo que no se destila. Se separa por la base de la torre, consiste en mezclas de fueloil y asfalto. la base de la torre, consiste en mezclas de fueloil y asfalto.

Segunda etapaSegunda etapa

LA DESTILACIÓN AL VACÍOLA DESTILACIÓN AL VACÍO

EN LA SEGUNDA ETAPAEN LA SEGUNDA ETAPA: El petróleo reducido se calienta en : El petróleo reducido se calienta en un horno tubular y sus vapores pasan a un alambique al un horno tubular y sus vapores pasan a un alambique al vacío, de donde se lo destila a baja presión y se obtiene:vacío, de donde se lo destila a baja presión y se obtiene:

Gasoil livianoGasoil liviano Gasoil pesadoGasoil pesado Destilado parafínicoDestilado parafínico Aceites lubricantesAceites lubricantes Asfalto o alquitránAsfalto o alquitrán

EL CRACKINGEL CRACKING

El cracking consiste en romper o descomponer El cracking consiste en romper o descomponer hidrocarburos de elevado peso molecular hidrocarburos de elevado peso molecular (combustibles como el gas oil y fuel oil), en (combustibles como el gas oil y fuel oil), en compuestos de menor peso molecular (naftas). En el compuestos de menor peso molecular (naftas). En el proceso siempre se forma hidrógeno y compuestos proceso siempre se forma hidrógeno y compuestos del carbono. Es muy importante en las refinerías de del carbono. Es muy importante en las refinerías de petróleo como un medio de aumentar la producción petróleo como un medio de aumentar la producción de nafta a expensas de productos más pesados y de nafta a expensas de productos más pesados y menos valiosos, como el kerosene y el fuel oil. menos valiosos, como el kerosene y el fuel oil.

Existen dos tipos de cracking, el térmico y el catalítico. El primero Existen dos tipos de cracking, el térmico y el catalítico. El primero se realiza mediante la aplicación de calor y alta presión; el se realiza mediante la aplicación de calor y alta presión; el segundo mediante la combinación de calor y un catalizador. segundo mediante la combinación de calor y un catalizador.

Cracking térmicoCracking térmico En este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a En este proceso, las partes más pesadas del crudo se calientan a

altas temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las altas temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de nafta —compuesta por pequeñas, lo que aumenta la cantidad de nafta —compuesta por este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de crudo. este tipo de moléculas— producida a partir de un barril de crudo. Se utilizan temperaturas elevadas (800-900 ºC) y presiones. Se utilizan temperaturas elevadas (800-900 ºC) y presiones.

Cracking catalíticoCracking catalítico En este caso las fracciones pesadas como el gas oil y el fuel oil En este caso las fracciones pesadas como el gas oil y el fuel oil

se calientan a 500°C, a presiones del orden de 500 atm. en se calientan a 500°C, a presiones del orden de 500 atm. en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores que agilizan en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores que agilizan en el proceso. Es por estos catalizadores que el proceso lleva dicho el proceso. Es por estos catalizadores que el proceso lleva dicho nombre. nombre.

Dichos catalizadores realizan una acción selectiva que orienta la Dichos catalizadores realizan una acción selectiva que orienta la reacción de ruptura en un sentido perfectamente determinado, reacción de ruptura en un sentido perfectamente determinado, con lo que se evitan muchas reacciones secundariascon lo que se evitan muchas reacciones secundarias indeseadas. indeseadas.

La gran ventaja del cracking se puede observar La gran ventaja del cracking se puede observar claramente en la siguiente estadística: en 1920, un claramente en la siguiente estadística: en 1920, un barril de crudo, que contiene 159 litros, producía barril de crudo, que contiene 159 litros, producía 41,5 litros de nafta, 20 litros de queroseno, 77 litros 41,5 litros de nafta, 20 litros de queroseno, 77 litros de gasoil y destilados y 20 litros de destilados más de gasoil y destilados y 20 litros de destilados más pesados. Hoy, un barril de crudo produce 79,5 litros pesados. Hoy, un barril de crudo produce 79,5 litros de nafta, 11,5 litros de combustible para reactores, de nafta, 11,5 litros de combustible para reactores, 34 litros de gasoil y destilados, 15 litros de 34 litros de gasoil y destilados, 15 litros de lubricantes y 11,5 litros de residuos más pesados.lubricantes y 11,5 litros de residuos más pesados.

Esta simple estadística nos muestra que gracias al Esta simple estadística nos muestra que gracias al cracking la producción de nafta puede aumentar cracking la producción de nafta puede aumentar considerablemente. considerablemente.

Las naftasLas naftas La nafta es un líquido incoloro, formado por una mezcla de La nafta es un líquido incoloro, formado por una mezcla de

hidrocarburos de 6 a 9 átomos de carbono que destila entre 60 y hidrocarburos de 6 a 9 átomos de carbono que destila entre 60 y 150 °C.150 °C.

El 2,2,4-trimetil pentano (uno de los componentes de la nafta), El 2,2,4-trimetil pentano (uno de los componentes de la nafta), conocido como isooctano es considerado como un excelente conocido como isooctano es considerado como un excelente combustible, ya que solo explota al producirse la chispa dentro combustible, ya que solo explota al producirse la chispa dentro del motor. del motor.

El heptano normal es considerado el peor de los combustibles El heptano normal es considerado el peor de los combustibles que forman parte de la nafta.que forman parte de la nafta.

Para definir la calidad de las naftas se utiliza en Para definir la calidad de las naftas se utiliza en INDICE DE INDICE DE OCTANOSOCTANOS u u OCTANAJEOCTANAJE. .

Al hetano normal se le asigno un octanaje igual a 0 y al isooctano Al hetano normal se le asigno un octanaje igual a 0 y al isooctano un valor de 100un valor de 100

Para determinar el octanaje de una nafta desconocida, se Para determinar el octanaje de una nafta desconocida, se colocan en sendos motores de prueba la nafta y otra cuyo colocan en sendos motores de prueba la nafta y otra cuyo porcentaje de heptanos e isooctanos sea conocida, se porcentaje de heptanos e isooctanos sea conocida, se evalúa el rendimiento comparativo del primero con el evalúa el rendimiento comparativo del primero con el segundo y se clasifica de acuerdo con los resultados segundo y se clasifica de acuerdo con los resultados obtenidos.obtenidos.

Si una nafta tiene un octanaje de 80, significa que Si una nafta tiene un octanaje de 80, significa que tiene un rendimiento igual al de una mezcla que tiene un rendimiento igual al de una mezcla que posee un 80% de isooctano y 20% de heptano posee un 80% de isooctano y 20% de heptano lineal, no se puede afirmar que la composición sea lineal, no se puede afirmar que la composición sea exactamente esta sino que su comportamiento es exactamente esta sino que su comportamiento es comparable.comparable.

¿Cómo se aumenta el octanaje a ¿Cómo se aumenta el octanaje a una nafta?una nafta?

Con el agregado de aditivos:Con el agregado de aditivos:

Antes se utilizaba el Antes se utilizaba el tetraetilo de plomotetraetilo de plomo..

Como el plomo es un gran contaminante, hoy se Como el plomo es un gran contaminante, hoy se utilizan otros aditivos como en metil-terbutil éter utilizan otros aditivos como en metil-terbutil éter conocido como conocido como MTBEMTBE..