El proceso de extracción de petróleo y de algunos de sus derivados

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS (CECEI) DEPARTAMENTO DE QUIMICA.

MATERIA: QUIMICA ORGANICA I

NRC: 35086

DOCENTE: OMAR OLIVARES

ALUMNOS: JUAN RAÚL MUÑOZ RAMÍREZ.

GUSTAVO GARCÍA HERNÁNDEZ

EDMUNDO RAFAEL ACOSTA AVILA

TRABAJO: MONOGRAFÍA FINAL

INTRODUCCION

A lo largo de este documento el lector encontrara varios artículos de suma importancia relacionados con el petróleo y algunas de sus derivaciones en cuanto a productos de refiera.

En general el documento se encuentra mas relacionado a la gasolina (combustible), derivado de suma importancia del petróleo. Podrá observarse desde su obtención hasta su mecanismo de reacción.

Todo esto en lo particular tiene la finalidad de que el Ingeniero Químico sea capaz de identificar que tipo de proceso conlleva a la obtención de este combustible tan importante, y a su ves, tener en cuenta que en el proceso de formación de la gasolina se obtienen infinidad de otros compuestos, algunos de ellos de suma importancia, llegando a la grata conclusión de que este proceso desde su inicio, es de muchísima rentabilidad.

EL PETRÓLEO

El petróleo es la fuente de energía más importante en la actualidad; además es materia prima en numerosos procesos de la industria química. El origen del petróleo es similar al del carbón. En ambos casos, se hallan en las rocas sedimentarias, pero el petróleo procede de la descomposición de materia orgánica (especialmente restos de animales u grandes masa de placton en un medio marino). Su explotación es un proceso costoso que sólo está al alcance de grandes empresas.

El petróleo es un recurso fósil que se emplea como energía primaria; sustituyó al carbón que era la fuente principal de energía a finales del siglo XIX. El porcentaje respecto del total de la energía primaria consumida, en un país industrializado, ha ido aumentando desde principios de siglo hasta hace poco años. La crisis del petróleo, en 1973, motivada por la alarmante subida del precio del petróleo decretada por la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo), ha estabilizado el consumo, consiguiendo incluso que varios países diversifiquen su dependencia energética y hagan descender las cifras de las importaciones de petróleo.

El petróleo es un líquido de color oscuro, aspecto aceitoso, olor fuerte y densidad comprendida entre 0´8 y 0´95. Está formado por una mezcla de hidrocarburos.

1. Características

El petróleo está formado fundamentalmente por hidrocarburos y en menor cantidad por compuestos de azufre (varía entre un 0,1 y un 5%) y de oxígeno.

El petróleo posee diferentes grados de viscosidad, propiedad que le hace tan espeso que apenas puede fluir.

Por lo general, hay pequeñas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el líquido. Cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petróleo está asociado con un depósito de gas natural.

El petróleo lo podemos clasificar en tres grandes categorías:

Parafínico: compuesto por moléculas, de tal modo que el número de átomos de hidrógeno es siempre superior en dos unidades al doble del número de átomos de carbono.

Asfáltico: Las moléculas del petróleo asfáltico son los naftenos, que contienen exactamente el doble de átomos de hidrógeno que de carbono.

De base mixta: son hidrocarburos de ambos tipos.

2. Formación del petróleo.

Se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos vivos acuáticos, vegetales y restos de animales minúsculos que viven en el mar y, en menor medida por los organismos terrestres arrastrados al mar por los ríos y restos de plantas que crecen en los fondos marinos y se mezclan con las finas arenas depositándose en los fondos. El petróleo se originó gracias a dos tipos de descomposición de esta materia orgánica:

• Inicialmente la descomposición se llevó a cabo mediante bacterias aerobias (que necesitan oxígeno)

• Posteriormente, a medida que se iban depositando más sedimentos y ya no había oxígeno, aparecieron bacterias anaerobias.

Estas bacterias convirtieron la materia orgánica en hidrocarburos, que se almacenaron en lugares donde la roca era porosa y en cuyo alrededor había roca impermeable (arcilla) que evitaba que, por efecto de efecto de la presión de los gases, saliese al exterior.

3. Extracción del petróleo.

El petróleo se encuentra en grandes bolsas o lagos subterráneos que, una vez descubiertos, pueden ser bombeados con relativa facilidad. El petróleo está atrapado en los pequeños espacios o poros de las rocas de las rocas sedimentarias, algo similar al agua que retiene una esponja. Al pasar el tiempo, el petróleo y el agua van filtrándose a través de la roca madre hasta encontrarse con una roca impermeable, con forma de bóveda.

El crudo suele encontrarse en una roca porosa y exteriormente rodeado por los siguientes elementos:

- Parte superior: gas natural y otros hidrocarburos gaseosos.

- Parte inferior: agua salada.

- Laterales: roca impermeable (arcilla) y depósitos de sal.

La existencia de estructuras subterráneas que pueden contener petróleo puede determinarse desde la superficie por diversas técnicas, destacando las denominadas de tipo sísmico. Aunque las técnicas han mejorado sensiblemente desde los orígenes, aún es necesario perforar pozos para ver si contienen crudo en cantidades suficientes para que sea rentable su explotación.

Al efectuar la perforación en el terreno, la propia presión natural del yacimiento fuerza la salida del petróleo. Se comienza por construir altas torres metálicas de sección cuadrada, con refuerzos transversales, de 40 m a 50 m de altura, para facilitar el manejo de los pesados equipos de perforación y el subsuelo se taladra con un trépano que cumple un doble movimiento: avance y rotación.

Si la presión de los fluidos es suficiente, forzará la salida natural del petróleo a través del pozo que se conecta mediante una red de oleoductos hacia su tratamiento primario, donde se deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos más volátiles.

4. Las refinerías: destilación fraccionada del petróleo.

La destilación es un proceso físico utilizado en química para separar mezclas de líquidos mediante el calor. Se emplea cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos.

Unos de los ejemplos más comunes es el petróleo. Es un proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación.

El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles. A pesar de que algunos compuestos del oxígeno, azufre y nitrógeno se encuentran en el petróleo, éste está compuesto, principalmente, por una mezcla de hidrocarburos, los cuales se refinan, mediante el proceso llamado destilación fraccionada, para obtener productos útiles. Este proceso se basa en el hecho de que las volatilidades (y por lo tanto las presiones de vapor) de los diferentes hidrocarburos varían inversamente con sus masas moleculares.

Los compuestos que poseen menor masa molecular tienen mayor volatilidad y hierven a menor temperatura. Debido a que el enorme mercado del petróleo reside en la gran demanda de gases ligeros, gasolina, aceites combustibles, disolventes, aceites para motores, grasas, parafinas y asfalto, el petróleo crudo se destila fraccionadamente para dar productos que tienen amplios márgenes de ebullición. A pesar de que dichos productos son aún bastante impuros, tienen suficiente mercado y uso. Para aplicaciones especiales necesitarán refinaciones posteriores con el consecuente aumento del costo.

Para fraccionar el petróleo en la industria, se calienta previamente a unos 350 grados C. a medida que fluye, a través de un horno tubular, hacia la columna de fraccionamiento donde los compuestos del petróleo crudo son vaporizados, condensados y lavados repetidamente para lograr una separación satisfactoria.

En la refinería, que es un cilindro vertical, que contiene platillos horizontales debidamente espaciados, cada platillo actúa como una barrera al paso del vapor hacia la parte superior de la columna.

El grado de separación depende del número de platillos que tiene la columna. Conforme el vapor se desplaza hacia arriba se le fuerza a burbujear a través de la fase liquida de cada platillo. Esto hace que los vapores se laven y den lugar a una gran porción del material de mayor peso molecular se disuelva en el liquido y regrese a los platillos inferiores, mientras que los componentes más volátiles son vaporizados y pasan a los platillos superiores. Repitiendo este proceso se obtiene una separación efectiva.

A medida que el gas asciende por la torre y se enfría, se condensan diferentes productos: residuos sólidos, aceites pesados, gasóleos, queroseno, gasolinas y productos gaseosos.

Los

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