Petróleo

Report
Petróleo
Unidad 4
Profesor: Jorge Díaz Galleguillos
Generalidades
• El petróleo es un recurso energético
fósil no renovable.
• Etimológicamente, petróleo significa
aceite (oleum) de piedra (petro).
• Es un líquido oleoso, de color oscuro,
olor fuerte que flota en el agua.
• Se encuentra generalmente en el
subsuelo.
• Su principal uso es como fuente de
energía.
• Se denomina petróleo crudo,
simplemente crudo u oro negro.
Algo de Historia
• Desde la Prehistoria se conocieron
depósitos superficiales de petróleo.
• En la Biblia también se menciona
como Betún o alquitrán (Génesis
Cap. 6,14;11,3;14,10).
• En un comienzo se uso para el
calafateado de barcos y fabricación
de antorchas (iluminación).
• Durante el Renacimiento se utilizaba
para obtener lubricantes y
productos medicinales.
• La verdadera explotación del
petróleo comenzó en el siglo XIX.
Causas de la explotación
de petróleo
• Los cambios sociales que provocó la
Revolución Industrial.
• La invención del automóvil.
• Las necesidades energéticas del la I
Guerra Mundial.
Origen del petróleo
• Existen varias teorías para explicar
el origen del petróleo.
• Las más conocidas son la Hipótesis
orgánica de Engler, la Hipótesis
inorgánica de Mendeleev y la
Hipótesis inorgánica de Thomas
Gold.
Hipótesis orgánica de
Engler (1911)
• Sugiere que el petróleo se formó tras sucesivas
transformaciones que sufrieron los restos de animales y plantas a
grandes profundidades de la tierra o del mar, hace millones de
años por efecto de las bacterias anaeróbicas, altas presiones y
temperaturas.
Hipótesis Inorgánica de
Mendeleev
• El petróleo se habría originado por
la acción del agua sobre carburos
metálicos produciendo metano
(CH4) y acetileno (C2H2).
• Los demás componentes se habrían
generado por reacciones químicas
posteriores.
• Esta teoría no justifica la
presencia de restos fósiles en los
yacimientos de petróleo.
Hipótesis Inorgánica de
Thomas Gold (1986)
• Sugiere que el gas metano
(CH4) que suele encontrarse
en los yacimientos de
petróleo, pudo haberse
generado a partir de los
meteoritos que cayeron
durante la formación de la
Tierra hace millones de años.
Composición química del
petróleo
• El petróleo es una mezcla de
Elementos % en masa
hidrocarburos.
• Los hidrocarburos son
Carbono
84 – 87
compuestos orgánicos
formados sólo por átomos
Hidrógeno 11 – 14
de carbono e hidrógeno.
• La composición elemental del
Azufre
0–2
petróleo normalmente esta
comprendida dentro de los
Nitrógeno
0,2
siguientes intervalos
Propiedades del petróleo
• Estado físico: Líquido
• Color: Varía desde el amarillo pardo hasta
el negro.
• Solubilidad: Insoluble en agua
• Densidad: 0,75 y 0,95 g/mL, por lo tanto, es
menos denso que el agua (densidad 1 g/mL).
• En los yacimientos, esta sustancia puede estar
en estado líquido o gaseoso.
• En el primer caso, es un aceite y se le llama
“crudo” o “petróleo crudo”.
• En el segundo se le conoce como “gas natural”.
Tipos de petróleo
• Petróleos del tipo parafínicos:
Son de color claro, fluidos y de
baja densidad (0,75 a 0,85 g/mL).
De éstos se extrae gran cantidad
de gasolina, queroseno y aceites
lubricantes.
• Petróleos del tipo asfáltico: Son
negros, viscosos y de elevada
densidad (0,95 g/mL). De éstos se
extrae poca gasolina y aceite
combustible (fuel oil). Queda
residuo asfáltico.
• Petróleos de base mixta: Tienen
características y rendimientos
entre las otras dos categorías.
Petróleos
livianos
Petróleos
pesados
Muy fluidos
Viscosos
Menos
pesados que
el agua
Espesos
Fáciles de
evaporar
Fáciles de
solidificar
Incoloros
Dejan residuo,
asfalto y
materias
similares
Hidrocarburos
• Los hidrocarburos se clasifican tomando en cuenta
la forma de la estructura carbonada (el esqueleto
de la molécula) y los enlaces simples, dobles o
triples que unen a los átomos de carbono. Por
consiguiente, hay que distinguir 3 grupos de
hidrocarburos: acíclicos o alifáticos, cíclicos y
aromáticos.
Hidrocarburos
• El hidrocarburo más pequeño que se conoce es el
metano, que se encuentra en forma gaseosa a la
temperatura ambiente y cuyas moléculas están
constituidas por 5 átomos, 1 de carbono y 4 de
hidrógeno (CH4).
CH2 = CH2
CH  CH
Alceno
Alcino
Benceno
Aromáticos
Alcanos
Refinación del petróleo
• El petróleo se extrae de las profundidades de
la tierra o del mar mediante perforaciones
profundas.
• Una vez que el crudo es extraído, se
transfiere a depósitos donde se separa el
agua, residuos sólidos y además el gas natural
que contiene principalmente metano (80%),
etano (10%) y propano más butano (10%).
Luego, se transporta hacia las refinerías en
camiones, trenes, barcos o a través de
oleoductos.
• En las refinerías se efectúan las separaciones en inmensas
torres de fraccionamiento, sometiéndolo a destilación
fraccionada conocida como proceso de Topping o
destilación primaria. El fundamento de estas separaciones
es la diferencia en el punto de ebullición de los
componentes en una mezcla líquida.
• Casi el total del petróleo que se procesa en las refinerías se
destina a ser usado como combustible, es decir, se quema.
Entre los combustibles más importantes para la sociedad
actual se encuentran la gasolina y el diesel.
Derivados del Petróleo
La gasolina no refinada
• Es una mezcla formada por hidrocarburos que tienen
entre 5 y 12 átomos de carbono.
• Su cantidad depende si el petróleo es asfáltico o
parafínico.
• Es insuficiente para satisfacer el elevado consumo.
• Sólo alcanza a tener un índice de octano entre 40 y
60, demasiado bajo para ser usado en motores
modernos de combustión interna.
• Frente a estos problemas, los científicos e ingenieros
han desarrollado una serie de procesos para producir
más y mejores gasolinas a partir de otras fracciones
de petróleo destilado. Algunos son:
Cracking
• Es la ruptura por medio de la
temperatura de las largas
cadenas moleculares que
forman los hidrocarburos en
otras de menor longitud.
Polimerización
• Es la combinación de las moléculas de
hidrocarburos entre sí, para formar
cadenas más largas.
Isomerización
• Consiste en la obtención de hidrocarburos
ramificados a partir de hidrocarburos
lineales.
Índice de octano de una
gasolina
• Es una medida de su capacidad antidetonante.
• Las gasolinas que tienen un alto índice de octano
producen una combustión más suave y efectiva.
• El índice de octano de una gasolina se obtiene por
comparación del poder detonante de la misma con
el de una mezcla de isooctano y heptano.
• Al isooctano se le asigna un poder antidetonante
de 100 y al heptano de 0. Una gasolina de 97
octanos se comporta, en cuanto a su capacidad
antidetonante, como una mezcla que contiene el
97% de isooctano y el 3% de heptano.
Gasolina Comercial
• Es una mezcla de gasolina natural con diferentes
porcentajes de gasolina obtenida mediante los procesos
mencionados. Para mejorar el octanaje de estas mezclas se
agregan compuestos llamados antidetonantes como es el
tetraetilplomo (TEP), ampliamente utilizado en los años
70 y 80, pero su elevada toxicidad fue reemplazado por
el di-terbutil éter.
• Basta agregar una pequeña cantidad de TEP para elevar el
índice de octano en 20 unidades.
• De ahí proviene la nominación de gasolinas con plomo y sin
plomo.
Tetraetílplomo
Di-t-butil éter
(gasolina con plomo)
(gasolina sin plomo)
El convertidor catalítico
• El hecho de que una gasolina no
contenga plomo, no significa que no
sea contaminante. El smog
producido en el ambiente proviene
principalmente de hidrocarburos
no quemados, del monóxido de
carbono CO y de los óxidos de
nitrógeno NOx. Para reducir la
emisión de estos gases, se han
incorporado a los automóviles, los
convertidores catalíticos cuya
misión es transformar estos gases
contaminantes en otros gases
menos contaminantes entre los
cuales están el CO2, H2O y N2.
Combustible diesel
• Se obtiene de la fracción destilada del petróleo
denominada gasóleo (15 a 18 átomos de carbono).
• El combustible diesel es más pesado y aceitoso, de
hecho, a veces se le denomina aceite diesel.
• Se evapora más lentamente y su punto de
ebullición es más alto, incluso supera al del agua.
• El petróleo diesel tiene un mejor rendimiento en
Km/L en los motores que la gasolina.
• Resulta más económico porque requiere menos
refinación.
Índice de Cetano
• Es una medida de la tendencia del diesel a
inflamarse espontáneamente y por lo tanto, del
grado de eficiencia de la combustión.
• Este índice cetano está referido a una mezcla de
n-hexadecano, llamado también cetano (valor
=100) y α-metil naftaleno (valor = 0).
• El índice cetano del diesel varía entre 45 y 55, lo
que asegura una buena combustión y baja
contaminación ambiental.
La Industria
Petroquímica
• Los compuestos químicos que se obtienen del
petróleo se llaman productos petroquímicos.
• Aplicando los conocimientos de la química utiliza el
petróleo y el gas natural como materia prima para
la obtención de muchos productos de uso común,
como anestésicos (cloroformo), solventes
(benceno), polímeros (PVC), refrigerantes (cloruro
de metilo), productos farmacéuticos (aspirina),
fibras textiles (nylon), explosivos (TNT) y muchos
otros.
El petróleo en el mundo
• El petróleo no se encuentra distribuido
homogéneamente en el mundo. El Medio Oriente
contiene más del 60% de las reservas mundiales.
• La producción promedio diaria a nivel mundial de
petróleo, se encuentra expresada como MBPD (miles
de barriles de petróleo diesel).
Petróleo en Chile
• Chile no posee yacimientos suficientes para cubrir
las necesidades energéticas del país. Sólo es
capaz de hacerlo en un 20%,para ello debe
comprar crudo en el mercado internacional,
principalmente desde países de la región como
Venezuela.
• La empresa encargada de la adquisición,
refinación, venta y transporte de productos
derivados, como son los combustibles y los
productos petroquímicos para la fabricación de
plásticos es la ENAP (empresa nacional del
petróleo).
ORGANIZACIÓN DE PAÍSES
EXPORTADORES DE PETRÓLEO
(OPEP)
• Es una organización económica internacional
• Sus fines son la unificación y coordinación de las políticas
petroleras de los países miembros, con la defensa de sus
intereses como naciones productoras.
Fue fundada en Bagdad (1960) con la iniciativa de Venezuela.
Incialmente integrada por cinco países (Arabia Saudí, Iraq,
Irán, Kuwait y Venezuela), ampliándose posteriormente con
seis miembros más: Qatar, Indonesia, Libia, Emiratos
Árabes Unidos, Argelia y Nigeria. Fueron miembros Ecuador
y Gabón.
• Fue creada como respuesta a la bajada del precio oficial del
petróleo, acordado unilateralmente por las grandes
compañías distribuidoras en agosto de 1960.
Otros países importantes en su producción de petróleo no
son integrantes de la OPEP como Canada, México, Noruega,
Estados Unidos, Rusia y Omán.
Miembros de la OPEP
• Irán (1960)
Iraq (1960)
Kuwait (1960)
Arabia Saudí (1960)
Venezuela (1960)
Qatar (1961)
Indonesia (1962)
Libia (1962)
Abu Dhabi (1967)- Emiratos Árabes Unidos (1974)
Argelia (1969)
Nigeria (1971)
Ecuador (1973-1992)
Gabón (1975-1995)
Petróleo y medio
ambiente
El uso del petróleo no solo produce:
• Contaminación del aire
• Contaminación del agua, debido a derrames de
crudo en el mar (mareas negras).
• Provoca el deterioro de la flora y fauna de los
ecosistemas marinos.
Alternativas al petróleo
•
Existen 3 razones para pensar en
reemplazar el uso del petróleo como
fuente energética:
a) Es un recurso no renovable.
b) Su quema produce contaminación.
c) Cuando se termine no dispondremos de
los productos derivados de la
petroquímica.
Medidas de conservación
de la energía
• El recorte, que es prescindir del uso de
energía.
• La reforma, el cambio de hábitos de vida y
la producción de bienes y servicios.
• La conciencia ambiental que propone el uso
racional y eficiente del recurso y la
necesidad buscar energías alternativas.
Energías alternativas
• Energía solar
• Energía eólica (viento)
• Biomasa. Se produce a partir de productos
vegetales.
• Biogás. Se produce a partir de la
descomposición de la materia orgánica.
• Hidrógeno
• Metanol

similar documents