Proyecto Quimica 3
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Introduccion Puedo dejar de usar los derivados del petróleo y sustancias por otros compuest os? Para poder contestar esa pregunta es necesario partir de diversos temas los cuales podremos responder esa preguntar es muy fácil responder si o no pero ahí que tener bases y para eso checaremos diferentes temas como ; Derivados del petróleo Petróleo Hidrocarburos Componentes del petróleo Reacciones Redox Reacciones de combustión Destilación Derivados del petróleo Un derivado del petróleo es un producto procesado en refinerías usando como materia prima el petróleo. Según la composición del crudo y la demanda, las refinerías pueden producir distintos productos derivados del petróleo. La mayor parte del crudo es usado como materia prima para obtener energía, por ejemplo la gasolina. También producen sustancias químicas, que se puede utilizar en procesos químicos para producir plástico y/o otros materiales útiles. Debido a que el petróleo contiene un 2% de azufre, también se obtiene grandes cantidades de éste. Hidrógeno y carbón en forma de coque de petróleo pueden ser producidos también como derivados del petróleo. El hidrógeno producido es normalmente usado como producto intermedio para otros procesos como el hidrocracking o la hidrodesulfuración.
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Introduccion
Puedo dejar de usar los derivados del petróleo y sustancias
por otros compuestos?
Para poder contestar esa pregunta es necesario partir de diversos temas los cuales
podremos responder esa preguntar es muy fácil responder si o no pero ahí que tener
bases y para eso checaremos diferentes temas como ;
Derivados del petróleo
Petróleo
Hidrocarburos
Componentes del petróleo
Reacciones Redox
Reacciones de combustión
Destilación
Derivados del petróleo
Un derivado del petróleo es un producto procesado en refinerías usando comomateria prima el petróleo. Según la composición del crudo y la demanda, lasrefinerías pueden producir distintos productos derivados del petróleo. La mayorparte del crudo es usado como materia prima para obtener energía, por ejemplola gasolina. También producen sustancias químicas, que se puede utilizar enprocesos químicos para producir plástico y/o otros materiales útiles. Debido a queel petróleo contiene un 2% de azufre, también se obtiene grandes cantidades deéste. Hidrógeno y carbón en forma de coque de petróleo pueden ser producidostambién como derivados del petróleo. El hidrógeno producido es normalmente
usado como producto intermedio para otros procesos como el hidrocracking ola hidrodesulfuración.
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Desarrollo
Productos especiales finales
Dentro de los productos especiales que se generan a partir del petróleo tenemos:
Gasolinas líquidas (fabricadas para automóviles y aviación, en sus diferentesgrados; queroseno, diversos combustibles de turbinas de avion
, y el gasóleo, detergentes, computre otros). Se transporta por barcazas,ferrocarril, y en buques cisterna. Pueden ser enviadas en forma local por medio deoleoductos a ciertos consumidores específicos como aeropuertos y bases aéreascomo también a los distribuidores.
Lubricantes (aceites para maquinarias, aceites de motor, y grasas. Estos
compuestos llevan ciertos aditivos para cambiar su viscosidad y punto deingnición), los cuales, por lo general son enviados a granel a una plantaenvasadora.
Ceras (parafinas), utilizadas en el envase de alimentos congelados, entreotros. Pueden ser enviados de forma masiva a sitios acondicionados enpaquetes o lotes.
Azufre (o ácido sulfúrico), subproductos de la eliminación del azufre delpetróleo que pueden tener hasta un dos por ciento de azufre comocompuestos de azufre. El azufre y ácido sulfúrico son materiales importantespara la industria. El ácido sulfúrico es usualmente preparado y transportadocomo precursor del oleum o ácido sulfúrico fumante.
Basura brea se usa en alquitrán y grava para techos o usos similares. Asfalto - se utiliza como aglutinante para la grava que forma asfalto concreto,
que se utiliza para la pavimentación de carreteras, etc. Una unidad de asfaltose prepara como brea a granel para su transporte.
Coque de petróleo, que se utiliza especialmente en productosde carbono como algunos tipos de electrodo, o como combustible sólido.
Petroquímicos de las materias primas petroquímicas, que a menudo sonenviadas a plantas petroquímicas para su transformación en una variedad deformas. Los petroquímicos pueden serhidrocarburos olefinas o susprecursores, o diversos tipos de químicos aromáticos.
Los Petroquímicos tienen una gran variedad de usos. Por lo general, sonutilizados como monómero o las materias primas para la producción de
monómero. Olefinas como alfa-olefina y dienos se utilizan con frecuencia
como monómeros, aunque también pueden ser utilizados como precursores
para la síntesis de los monómeros. Los monómeros son
entonces polimerizados de diversas maneras para formar polímero.
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Materiales de polímero puede utilizarse como plástico, elastómero, o fibra
sintética, o bien algún tipo de estos tipos de materiales intermedios .
Algunos polímeros son también utilizados como geles o lubricantes. Los
Petroquímicos se puede utilizar también como disolventes , o como materia
prima para la producción de disolventes, también se pueden utilizar comoprecursores de una gran variedad de sustancias químicas y productos
químicos tales como los líquidos limpiadores de los
vehículos, surfactante de la limpieza, etc.
Productos de plástico que son usados para distintos utensilios de la vidadiaria. Así como también algunas prendas de vestir
Estos fueron los derivados del petróleo que como leímos a partir de ellos
podemos crear distintos materiales útiles para diversas cosas desde plásticohasta la “Gasolina” que hace que avance un carro etc, pero apartir de esto
estudiaremos
----------------------EL Petróleo ------------------------
El petróleo es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos,
principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido
como petróleo crudo o simplemente crudo.
Es 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. La transformaciónquímica (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante
la diagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada
vez más ligeros (líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia lasuperficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocassedimentarias. 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.
En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran
variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos ypoco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenasfluyen), densidad (entre 0,75 g /ml y 0,95 g/ml),capacidad calorífica, etc. Estas
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variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos quecomponen la mezcla.
Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente deenergía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse
asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados
durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la cortezaterrestre.
En los Estados Unidos, es común medir los volúmenes de petróleo líquidoen barriles (de 42 galones estadounidenses, equivalente a 158,987294928litros), y
los volúmenes de gas en pies cúbicos (equivalente a 28,316846592 litros); en
otras regiones ambos volúmenes se miden en metros cúbicos.
Composición
Aquí explicaremos como dice el subtitulo los compuestos del petróleo para
poder acercarnos mas ala respuesta
El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestosde hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto
con cantidades variables de derivados saturados homólogos del metano (CH4). Sufórmula 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 seencuentran dentro del grupo de orgánicos, entre los que
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destacan sulfurosorgánicos, compuestos de nitrógeno y de oxígeno. También hay
trazas de compuestos metálicos, talescomo sodio (Na), hierro (Fe), níquel (Ni), vanadio (V) o plomo (Pb). Asimismo, se
pueden encontrar trazas de porfirinas.
Hidruro carbonos
El hidrogeno es un elemento química representado con una H y con numeroatomico de 1,en condiciones normal de precion y temperatura ,es un gasdiatomico ,incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. Conuna masa atómica de 1,00794(7) u, el hidrógeno es el elemento químico másligero y es, también, el elemento más abundante, constituyendo aproximadamenteel 83'9% de la materia visible del universo.
Y Los hidruros son compuestos binarios formados por átomos de hidrógeno y deotro elemento químico, pudiendo ser este metal o no metal. Existen dos tipos dehidruros: los metálicos y los no metálicos (hidrácidos).
Hidruros no metálicos
Son compuestos formados por hidrógeno y un elemento no metálico. El no metal
siempre actúa con su menor número de valencia, por lo cual cada uno de ellosforma un solo hidruro no metálico. Generalmente se encuentran en estadogaseoso a la temperatura ambiente. Algunos manifiestan propiedades ácidas,tales como los hidruros de loselementos flúor, cloro, bromo, yodo, azufre,selenio y telurio; mientras que otros no
son ácidos, como el agua, amoníaco, metano, silanos, etc.
Estado de oxidación
En un hidruro metálico el estado de oxidación del Hidrógeno es -1; mientras que
en un hidruro no metálico, el estado de oxidación del Hidrógeno es +1.
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Asi Tocando este tema de estado de oxidación nos pasamos a un tema
importante llamado Reacciones Redox
Reducción-oxidación
Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o
simplemente reacción redox, a toda reacción química en la cual existe
una transferencia electrónica entre los reactivos, dando lugar a un cambio en
los estados de oxidación de los mismos con respecto a los productos.
Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que
ceda electrones y otro que los acepte:
El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su
estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación , es decir,
siendo oxidado.
El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos
electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, esdecir, siendo reducido.
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en
un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida
mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un
elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento
reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado.
Para entrar en lleno a esto estudiaremos que es la Oxidación
Oxidación
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Oxidación del hierro.
La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento
cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.2 Se debe tener encuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cualcambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significanecesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un errorcomún- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox
son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico,producto de la transferencia de electrones.
Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de losgases dihidrógeno y dicloruro, se da un proceso redox y sin embargo se forma uncompuesto covalente.
Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia seoxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electronesy laotra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.
La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe
debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo esmuy electronegativo, casi como el flúor.
La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kry F+.
Entre otras, existen el permanganato de potasio (KMnO4), el dicromato de potasio
(K2Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y
los halatos (por ejemplo el hipoclorito de sodio (NaClO) muy oxidante en
medio alcalino y el bromato de potasio (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy
enérgico:
Br− + O3 → BrO3−
El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones,la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomosde oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la
reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por
ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción
de cloro a cloruro de sodio:
2 NaI + Cl2 → I2 + 2 NaCl
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Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones corresponden
2I− → I2 + 2 e− Cl2 + 2 e− → 2 Cl
− Ejemplo
El hierro puede presentar dos formas oxidadas:
Óxido de hierro (II): FeO.
Óxido de hierro (III): Fe2O3
Poder calorífico
El poder calorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa de materiapuede desprender al producirse una reacción química de oxidación (quedanexcluidas las reacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión nuclear, ya quepara ello se usa la fórmula E=mc²).
El poder calorífico expresa la energía máxima que puede liberar la unión química
entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidoslos átomos en las moléculas de combustible, menos la energía utilizada en laformación de nuevas moléculas en las materias (generalmente gases) formadasen la combustión. La magnitud del poder calorífico puede variar según como semida. Según la forma de medir se utiliza la expresión poder calorífico superior(abreviadamente, PCS) y poder calorífico inferior (abreviadamente, PCI).
La mayoría de los combustibles usuales son compuestos de carbono e hidrógeno, que al arder se combinan con el oxígeno formando dióxido de carbono (CO2)y agua (H2O) respectivamente. Cuando se investigó científicamente el proceso de
la combustión, se consideró que para el buen funcionamiento delas calderas donde se producía, era necesario que los gases quemados salieranpor el conducto de humos a una cierta temperatura mínima para generar el tirotérmico necesario para un buen funcionamiento. Esta temperatura está por encimade los 100 ºC, por lo que el agua producida no se condensa, y se pierde el calorlatente o calor de cambio de estado, que para el agua es de2261 kilojulios (540 kilocalorías) por kilogramo de agua, por lo que hubo necesidad
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de definir el poder calorífico inferior, para que las calderas tuvieran,aparentemente, unos rendimientos más alentadores.
Por ello, se usó la denominación poder calorífico superior para el calorverdaderamente producido en la reacción de combustión y poder calorífico
inferior para el calor realmente aprovechable, el producido sin aprovechar laenergía de la condensación del agua y otros procesos de pequeña importancia.
La mayor parte de las calderas y los motores suelen expulsar el agua formada enforma de vapor, pero actualmente existen calderas de condensación queaprovechan el calor de condensación, con rendimientos mucho más altos que lastradicionales, superiores al 100% del PCI, pero, por supuesto, siempre inferiores al100% del PCS. Sin embargo, para condensar el vapor, no pueden calentar el aguaa más de a unos 70 ºC, lo que limita sus usos y además, solamente puedenusarse con combustibles totalmente libres de azufre (como la mayoría de los
gases combustibles), para evitarcondensaciones ácidas; por falta de temperaturasuficiente y, por lo tanto, por falta de tiro térmico, en estas calderas la evacuaciónde los gases debe hacerse por medio de un ventilador.
Poder calorífico superior
Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de unaunidad de volumen de combustible cuando el vapor de agua originado en lacombustión está condensado y se contabiliza, por consiguiente, el calordesprendido en este cambio de fase.
El poder calorífico de una muestra de combustible se mide en una bombacalorimétrica. La muestra de combustible y un exceso de oxígeno se inflama en labomba y tras la combustión, se mide la cantidad de calor. La bomba se enfría coneste fin a temperatura ambiente. Durante dicho enfriamiento, el vapor de agua secondensa y este calor de condensación del agua está incluido en el calorresultante.
Poder calorífico inferior
Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una
unidad de volumen de combustible sin contar la parte correspondiente al calorlatente del vapor de agua generado en la combustión, ya que no se producecambio de fase, y se expulsa como vapor. Es el valor que interesa en los usosindustriales, por ejemplo hornos o turbinas, porque los gases de combustion quesalen por la chimenea están a temperaturas elevadas, y el agua en fase vapor nocondensa. También es llamado poder calórico neto, ya que al poder caloríficosuperior se resta el calor latente de condensación.
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Combustible.
Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se oxida de
forma violenta con desprendimiento de calor poco a poco. Supone la liberación deuna energía de su forma potencial (energía química) a una forma utilizable sea
directamente (energía térmica) o energía mecánica (motores térmicos) dejando
como residuo calor (energía térmica). En general se trata de sustancias
susceptibles de quemarse, pero hay excepciones que se explican a continuación.
Hay varios tipos de combustibles:
Entre los combustibles sólidos se incluyen el carbón, la madera y la turba. El
carbón se quema en calderas para calentar agua que puede vaporizarse para
mover máquinas a vapor o directamente para producir calor utilizable en usos
térmicos (calefacción). La turba y la madera se utilizan principalmente para la
calefacción doméstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado para
la generación de energía y las locomotoras que utilizaban madera como
combustible eran comunes en el pasado.
Entre los combustibles fluidos, se encuentran los líquidos como el gasóleo,
el queroseno o la gasolina (o nafta) y los gaseosos, como el gas natural o
los gases licuados de petróleo (GLP), representados por el propano y
el butano. Las gasolinas, gasóleos y hasta los gases, se utilizan para motoresde combustión interna.El combustible se utiliza en autos lo que contamina
grandes ciudades
En los cuerpos de los animales, el combustible principal está constituido
por carbohidratos, lípidos, proteínas, que proporcionan energía para el movimiento
de los músculos, el crecimiento y los procesos de renovación y regeneración
celular, mediante una combustión lenta, dejando también, como residuo, energía
térmica, que sirve para mantener el cuerpo a la temperatura adecuada para que
funcionen los procesos vitales.Se llaman también combustibles a las sustancias empleadas para producir
la reacción nuclear en el proceso de fisión, aunque este proceso no es
propiamente una combustión.
Tampoco es propiamente un combustible el hidrógeno, cuando se utiliza para
proporcionar energía (y en grandes cantidades) en el proceso de fusión nuclear,
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en el que se funden atómicamente dos átomos de hidrógeno para convertirse en
uno de helio, con gran liberación de energía. Este medio de obtener energía no ha
sido dominado en su totalidad por el hombre (salvo en su forma más violenta:
la bomba nuclear de hidrógeno, conocida también como Bomba H) pero en el
universo es común, específicamente como fuente de energía de las estrellas.
Características
La principal característica de un combustible es el calor desprendido por la
combustión completa una unidad de masa (kilogramo) de combustible,
llamado poder calorífico, se mide en julios partido porkilogramo, en el sistema
internacional (SI) (normalmente en kilojulios por kilogramo, ya que el julio es una
unidad muy pequeña). En el obsoleto sistema técnico de unidades,
en calorías partido por kilogramo y en el sistema anglosajón en BTU por libra.
Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles se formaron hace millones de años a partir de restos
orgánicos de plantas y animales muertos. Durante miles de años de evolución del
planeta, los restos de seres vivos que lo poblaron en sus distintas etapas se
fueron depositando en el fondo de mares, lagos y otras masas de agua. Allí se
cubrieron por sucesivas capas de sedimentos. Las reacciones químicas de
descomposición y la presión ejercida por el peso de esas capas durante millonesde años, transformaron esos restos orgánicos en lo que ahora conocemos como
combustibles fósiles. Son recursos no renovables, o mejor dicho, son renovables,
pero harían falta millones de años para su renovación, y en algún momento, se
acabarán. Por el contrario, otros combustibles, como la madera solamente
requieren años para su renovación.
Químicamente, los combustibles fósiles son mezclas de compuestos
orgánicos mineralizados que se extraen del subsuelo con el objeto de
producir energía por combustión. El origen de esos compuestos es materiaorgánica que, tras millones de años, se ha mineralizado. Se consideran
combustibles fósiles al carbón, procedente de la madera de bosques del
periodo carbonífero, el petróleoy el gas natural, procedentes de otros organismos.
Entre los combustibles fósiles más utilizados se encuentran los derivados del
petróleo: gasolinas, naftas, gasóleo, fuelóleo; los gases procedentes del petróleo
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(GLP): butano, propano; el gas natural, y las diversas variedades
del carbón: turba, hullas, lignitos, etc.
Biocombustibles.
Los llamados biocombustibles (un tanto impropiamente porque los combustibles
fósiles también proceden de materia orgánica, materia viva, fosilizada), son
sustancias procedentes del reino vegetal, que pueden utilizarse como combustible,
bien directamente, o tras una transformación por medios químicos.
Entre ellos se encuentran:
sólidos (aprovechamiento de materias sólidas agrícolas: madera o restos de
otros procesos, como cáscaras no aprovechables de frutos), que se aglomeran
en pellas combustibles;
líquidos, en general procedentes de transformaciones químicas de ciertas
materias orgánicas, como el Bioalcohol o el Biodiésel
gaseosos, como el llamado biogás, que es el residuo natural de la putrefacción
de organismo vivos en atmósfera controlada y que está compuesto
de metano y dióxido de carbono a partes más o menos iguales.
Refinación del petróleo
La refinación del petróleo es un proceso que incluye el fraccionamiento y
transformaciones químicas del petróleo para producir derivados comercializables.
La estructura de cada refinería debe tener en cuenta todas las diferentes
características del crudo. Además, una refinería debe estar concebida para trataruna gama bastante amplia de crudos. Sin embargo existen refinerías concebidas
para tratar solamente un único tipo de crudo, pero se trata de casos particulares
en los que las reservas estimadas de dicho crudo son consecuentes.
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Existen refinerías simples y complejas. Las simples están constituidas solamente
por algunas unidades de tratamiento, mientras que las refinerías complejas
cuentan con un mayor número de estas unidades.
En efecto, en función del objetivo fijado y el lugar en el que se encuentra la
refinería, además de la naturaleza de los crudos tratados, la estructura de la
refinería puede ser diferente. De la misma manera, en función de las necesidades
locales, la refinería puede ser muy simple o muy compleja. A menudo, en Europa,
en Estados Unidos y generalmente en las regiones en las que las necesidades de
carburantes son elevadas, la estructura de las refinerías es compleja. En cambio,
en países menos desarrollados como algunos de África dicha estructura es
bastante simple.
En los países que disponen de ellas, las refinerías se instalan preferentemente en
las costas, para ahorrar gastos de transporte y construcción de oleoductos.
En España hay sólo una refinería de interior, la de Puertollano, que se construyó
para reconvertir la anterior industria de pizarras bituminosas en refinería de
petróleo después de la Guerra Civil. En Extremadura se ha originado una polémica
de ámbito regional por el proyecto de construir una segunda refinería de interior en
la comarca de Tierra de Barros de la provincia de Badajoz.
Procesos de Refinación
Las refinerías simples o también llamadas de baja conversión constan en sumayoría de las unidades de:
destilación atmosférica (topping ),
destilación al vacío
gas plant ,
hidrotratamiento de nafta,
hidrodesulfuración de queroseno y de gasóleo,
reformado catalítico.
El siguiente esquema representa una columna de destilación:
Sin embargo, además de las unidades antes citadas, las refinerías complejas
pueden contar con otras unidades tales como :
Hidrocraqueo
Craqueo catalítico fluidizado (FCC Fluid Catalytic Cracking ),
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Viscorreducción (visbreaking ),
Isomerización,
Alquilación,
Craqueo con vapor (steam cracking ),
Soplado de bitúmenes,
Coquización (coking ).
En este caso, se dice que se trata de conversión profunda (deep conversion ).
Estas técnicas son cada vez más empleadas debido a la evolución del mercado.
Los crudos disponibles tienden a ser cada vez más pesados mientras que la
demanda se orienta hacia la "cima del barril" : el mercado de fueles pesados se
reduce (en parte porque a menudo son remplazados por el gas natural) mientras
que el consumo de carburantes para automóvil no cesa de crecer.
Tipos de crudo
El petróleo crudo comprado en cualquiera de los mercados mundiales debe
responder más o menos a las necesidades de la refinería. Este crudo, como ha
sido dicho anteriormente, es una mezcla de cientos de productos diferentes, que
van desde el gas metano hasta el residuo bituminoso, con unas características
físico-químicas diferentes. El petróleo tal cual no puede utilizarse prácticamente en
ninguna aplicación. Las unidades de tratamiento no siempre están adaptadas para
tratar todos los tipos de crudo.Existen diferentes tipos de crudos en función de sus componentes principales y de
su contenido en azufre:
parafinicos
nafténicos,
aromáticos,
de muy bajo contenido en azufre,
de bajo contenido en azufre, de contenido medio en azufre,
de alto contenido en azufre,
de muy alto contenido en azufre.
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Proceso
El petróleo, una vez en la refinería, es almacenado en depósitos de gran tamaño,
separando generalmente los crudos en función de su contenido en azufre, al igual
que en los procesos de tratamiento. En función de la demanda del mercado en un
momento dado se trata primero el crudo de bajo contenido en azufre, antes de
pasar a tratar el crudo de alto contenido en azufre para evitar la contaminación de
los productos salidos de cada tipo de crudo. En el caso inverso, los productos
provenientes del tratamiento del crudo de bajo contenido en azufre son dirigidos
en caso necesario hacia depósitos de almacenamiento de productos de alto
contenido en azufre durante algunas horas, para ser tratados de nuevo más tarde.
La primera etapa del refino es la destilación atmosférica. Se realiza en una torre
como la descrita anteriormente, donde la cabeza tiene una presión ligeramentesuperior a la atmosférica. De ella se sacan 4 extracciones, cuyo "corte" viene
determinado por un rango de temperaturas, y una salida de gases por cabeza. Por
lo general, suelen ser: - 4ª Extracción: Gasóleos muy pesados - 3ª Extracción:
Gasóleos comunes. - 2ª Extracción: Keroxenos. - 1ª Extracción: Naftas pesadas +
Naftas ligeras. - Gases de cabeza: Butano, propano y otros gases más ligeros.
En el fondo de la torre queda un resíduo del crudo que no destila, al que
comúnmente se le llama RA (Resíduo Atmosférico). La cantidad de este residuo
depende mucho del tipo de crudo con el que alimentamos la torre, aunque sueleestar alrededor de un 45%. Con este dato, podemos determinar que si el proceso
de refino se quedase en este punto, el rendimiento de la refinería seria muy bajo,
ya que este resíduo sólo se puede aprovechar para hacer asfaltos y algunos
lubricantes (productos de bajo coste/tonelada). Por tanto, la mayor parte las
refinerías reprocesan el RA mediante otras etapas y tratamientos.
------------------Biocombustibles ------------------ Los biocombustibles se producen orgánicamente y a diferencia de loscombustibles fósiles son una fuente de energía renovable. El problema es que elbiocombustible tanto para América latina como para México les afectara en cuantosu economía.
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Los biocombustibles provienen de la biomasa: materia orgánica originada en unproceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.
Para la obtención de los biocombustibles se pueden utilizar especies de usoagrícola tales como el maíz o la mandioca, ricas en carbohidratos, o plantasoleaginosas como la soja, girasol y palmas. También se pueden emplear especies
forestales como el eucalipto y los pinos.Al utilizar estos materiales se reduce el CO2 que es enviado a la atmosferaterrestre ya que estos materiales van absorbiendo el C02 a medida que se vandesarrollando, mientras que emiten una cantidad similar que los combustiblesconvencionales en el momento de la combustión.
En Europa, Argentina y Estados Unidos ha surgido diversa normativa que exige alos provedores mezclar biocombustibles hasta un nivel determinado.Generalmente los biocombustibles se mezclan con otros combustibles encantidades que varian del 5 al 10%
Ventajas e inconvenientes de su empleo
Ventajas-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
El uso de biomasa vegetal en la elaboración de combustibles podría beneficiar larealidad energética mundial con una significativa repercusión en el medioambiente y en la sociedad, como se detalla a continuación:
El uso de biocombustibles como fuente de energía renovable puede contribuira reducir el consumo de combustibles fósiles, responsables de la generaciónde emisiones de gases efecto invernadero.
Son una alternativa viable al agotamiento ya sensible de energías fósiles,como el gas y el petróleo, donde ya se observa incremento en sus precios.
Se producen a partir de cultivos agrícolas, que son fuentes renovables deenergía.
Pueden obtenerse a partir de cultivos propios de una región, permitiendo laproducción local del biocombustible.
Permiten disponer de combustible independientemente de las politicas deimportación y fluctuaciones en el precio del petróleo.
Producen mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y elaire. Debido a que no contiene azufre, no genera emanaciones de este elemento,
las cuales son causantes de las lluvias ácidas. Se produce una mejor combustión, que tiene como resultado la reducción del
humo visible en el arranque de un 30% aproximadamente. Reduce las emanaciones de CO2, CO, partículas e hidrocarburos
aromáticos.
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Resultan menos contaminantes y letales para la flora y fauna marina que loscombustibles fósiles en caso de producirse algún vertido en mares o ríos.
Degradación mas rápida que los precombustibles. Genera menos elementos nocivos en el momento de la combustión que los
combustibles tradicionales
Menor irritabilidad para la piel humana. Prolonga la vida útil de los motores actuando como lubricante. Su transporte y almacenamiento es más seguro que el de los derivados del
petróleo.
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Inconvenientes
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El término biocombustible ha sido cuestinado, proponiendose como más correctousar el sustantivo agrocombustibles,1 el prefijo "bio-" se utiliza en toda la UE para
referirse a los productos agricolas en cuya producción no intervienen productos desintesis. La palabra biocombustible, por lo tanto, se presta a confusión, dotándolode unas características que este tipo de agrocombustibles no tienen.
Los mayores inconvenientes de estos productos es la utilización de cultivos devegetales comestibles (sirva como ejemplo el maíz o la caña de azucar); o elcambio de uso de tierras dedicadas a la alimentación a el cutivo de vegetalesdestinados a producir biocombustibles, provocando en otras ocasiones ladesforestación o desecación de terrenos vírgenes o selváticos, ya que al subir losprecios se financia la tala de bosques nativos.
En todos estos procesos hay que analizar algunas características a la hora de
enjuiciar si el combustible obtenido puede considerarse una fuente renovable deenergía:
Emisiones de CO2 (dióxido de carbono). En general, el uso de biomasa o de susderivados puede considerarse neutro en términos de emisiones netas, en el casode los usos tradicionales (uso de los restos de poda como leña, cocinas de bosta,etc.) si no se supera la capacidad de carga del territorio. Sin embargo, en losprocesos industriales, puesto que resulta inevitable el uso de otras fuentes deenergía (para la maquinaria agrícola y de transformación,el transporte demateriales y productos, el suo de fitosanitarios y fertilizantes de síntesis, etc.), lasemisiones producidas por esas fuentes deben sumarse a las emisiones netas.
Es necesario además tener en cuenta en la contabilidad de los inputs indirectos deenergía, tal es el caso de la energía incorporada en el agua dulce empleada. Laimportancia de estos inputs depende de cada proceso, en el caso del biodiesel,por ejemplo, se estima un consumo de 20 kilogramos de agua por cada kilogramode combustible: dependiendo del contexto industrial la energía incorporada en elagua podría ser superior a la del combustible obtenido.
Tanto en el balance de emisiones como en el balance de energía útil si la materiaprima empleada procede de residuos, estos combustibles colaboran al reciclaje.
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Pero es necesario considerar si la producción de combustibles es el mejor usoposible para un residuo concreto. Si la materia prima empleada procede decultivos, hay que considerar si éste es el mejor uso posible del suelo frente a otrasalternativas (cultivos alimentarios, reforestación, etc.). Esta consideración dependesobre manera de las circunstancias concretas de cada territorio.
Biocarburantes : Los biocombustibles líquidos, se denominan también biocarburantes, sonproductos que se están usando como sustitutivos de la gasolina y del gasóleo devehículos y que son obtenidos a partir de materias primas de origen agrícola.Existen dos tipos de biocarburantes.
Bioetanol (o bioalcohol), Alcohol producido por fermentación de productosazucarados (remolacha y la caña de azúcar). También puede obtenerse de losgranos de cereales (trigo, la cebada y el maíz), previa hidrólisis o transformación
en azúcares fermentables del almidón contenido en ellos. Pueden utilizarse en suobtención otras materias primas menos conocidas como el sorgo dulce y lapataca.
El bioetanol se utiliza en vehículos como sustitutivo de la gasolina, bien comoúnico combustible o en mezclas que, por razones de miscibilidad entre ambosproductos, no deben sobrepasar el 5-10% en volumen de etanol en climas fríos ytemplados, pudiendo llegar a un 20% en zonas más cálidas. El empleo del etanolcomo único combustible debe realizarse en motores específicamente diseñadospara el biocombustible. Sin embargo, el uso de mezclas no requiere cambiossignificativos en los vehículos, si bien, en estos casos el alcohol debe serdeshidratado a fin de eliminar los efectos indeseables sobre la mezcla producidospor el agua.Un biocarburante derivado del bioetanol es el ETBE (etil ter-butil eter) que seobtiene por síntesis del bioetanol con el isobutileno, subproducto de la destilacióndel petróleo. El ETBE posee las ventajas de ser menos volátil y más miscible conla gasolina que el propio etanol y, como el etanol, se aditiva a la gasolina enproporciones del 10-15%. La adición de ETBE o etanol sirve para aumentar elíndice de octano de la gasolina, evitando la adición de sales de plomo.También seutilizan ambos productos como sustitutivos del MTBE (metil ter-butil eter) de origenfósil, que en la actualidad se está empleando como aditivo de la gasolina sinplomo.
Biodiesel, también denominado biogasóleo o diester, constituye un grupo debiocarburantes que se obtienen a partir de aceites vegetales como soja , colza ygirasol ( dos principales cultivos de oleaginosas en la Unión Europea). Losbiodiesel son metilesteres de los aceites vegetales obtenidos por reacción de losmismos con metanol, mediante reacción de transesterificación, que produceglicerina como producto secundario. Los metilesteres de los aceites vegetalesposeen muchas características físicas y físico-químicas muy parecidas al gasóleocon el que pueden mezclarse en cualquier proporción y utilizarse en los vehículos
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diesel convencionales sin necesidad de introducir modificaciones en el diseñobásico del motor. Sin embargo, cuando se emplean mezclas de biodiesel enproporciones superiores al 5% es preciso reemplazar los conductos de goma delcircuito del combustible por otros de materiales como el vitón, debido a que elbiodiesel ataca a los primeros. A diferencia del etanol, las mezclas con biodiesel
no modifican muy significativamente gran parte de las propiedades físicas yfisicoquímicas del gasóleo, tales como su poder calorífico o el índice de cetano.
Obtención y producción:
Los biocombustibles son productos obtenidos a partir del girasol, caña de azúcaroremolacha. El proceso de obtención de biodiesel a partir de aceites vegetales,grasas animales y aceites de fritura usados, para su uso como combustible Diesel,se ha llevado a cabo en los Laboratorios de Desarrollo de Procesos Químicosy Bioquímicos Integrados del Departamento de Ingeniería Química de laFacultad de Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid.
El proceso comprende la transesterificación del aceite o grasa con alcoholes
ligeros, utilizándose un catalizador adecuado, para generar ésteres de ácidosgrasos (biodiesel). El alcohol que generalmente se utiliza es metanol, aunque sepueden utilizar otros alcoholes ligeros, como etanol, propanol o butanol. Comocoproductor se obtiene glicerina, que se puede utilizar en otros procesos deinterés industrial, suponiendo un factor positivo desde el punto de vista económico.Para la producción de 1.005 kilos de biodiesel, son necesarios 110 kilos demetanol, 15 de catalizador y mil de aceite, además de 4,29 metros cúbicos deagua. Este procedimiento permite además la obtención de cien kilos de glicerinacomo subproducto. Estos datos indican que el balance energético de esteprocedimiento es positivo.
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Conclucion;
Para terminar el proyecto regresemos ala pregunta del principio que es :
¿Puedo dejar de utilizar los derivados del petróleo ,y sustituirlos por otros compuestos?
Si se puede dejar de utilizar el combustible fósil, ya que hay otra opciones como los:Biocombustibles.Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, esdecir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o sus desechos metabólicos(como estiércol).Recientemente ha surgido un gran interés por los biocombustibles, principalmente debidoa que gobiernos pretenden disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y asílograr mayor seguridad energética. Además, se mencionan diversas ventajas de los
biocombustibles con respecto a otras energías, como la menor contaminación ambiental,la sustentabilidad de los mismos y las oportunidades para sectores rurales.
La energía eólica:Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada porefecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para lasactividades humanas.El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de losvientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedadpara mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al
mover sus aspas.En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energíaeléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de losgeneradores eólicos fue de 94.1 giga vatios. Mientras la eólica genera alrededor del 1%del consumo de electricidad mundial, representa alrededor del 19% de la produccióneléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datosdel 2007).
Los paneles solares ( módulos fotovoltaicos):Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El términocomprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente
doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para general electricidad.
Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz enelectricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, que significa "luz-electricidad". Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico para transformar la energíadel Sol y hacer que una corriente pase entre dos placas con cargas eléctricas opuestas.Numerosas empresas e instituciones están trabajando para aumentar la eficiencia de los
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paneles, principalmente compañías privadas las que realizan la mayor parte de lainvestigación y desarrollo en este aspecto.
Los autos eléctricos:la empresa Chrysler esta sacando ala venta una nueva línea de autos eléctricos, (todavía
no son muy baratos).La forma de recarga de pilas para los autos eléctricos es mediante un cable de corrientede 120/220 volts que puede colocarse en cualquier toma de casa. la distancia a recorrerde estos vehículos con sus pilas cargadas al 100% es de 240 a 320 km, suficientes paraviajar de una ciudad a otra.
Autos impulsados por hidrogeno:estos autos se pretende que utilicen agua como combustible en vez de combustiblederivada del petroleo. China percibe el desarrollo de vehículos impulsados por hidrógenocomo una de las estrategias que podrían aliviar el problema de su escasez de energía y lacontaminación ambiental. El Décimo Plan Quinquenal de China (2001-2005) para sudesarrollo industrial, el Ministerio de Ciencia y tecnología (MST; Ministry of Science andTechnology) prevé la inversión de 48 millones de USD (400 millones de RMB) paradesarrollar automóviles impulsados por hidrógeno.
