Quimica Del Petróleo

El petróleo es una mezcla compleja de origen natural compuesto por predominantemente de compuestos de carbono e hidrógeno, pero también con frecuencia que contiene cantidades significativas de nitrógeno, azufre y oxígeno junto con cantidades más pequeñas de níquel, vanadio, y otros elementos. Solid petróleo se llama asfalto; aceite líquido en bruto; y el gas, el gas natural. Su fuente es biológica. La materia orgánica enterrada en un ambiente deficiente en oxígeno y sujeto a temperatura y presión elevadas durante millones de años genera petróleo como un intermedio en la transformación que conduce finalmente a metano y grafito. El primer éxito de pozos de petróleo perforados se produjo en 1859 en Pennsylvania. Esto se considera que es el comienzo de la industria del petróleo moderna. Destilación continua de petróleo crudo comenzó en Rusia en 1875.

Aparición

El petróleo es el mayor segmento de nuestra energía uso de materias primas, siendo el 40 por ciento, mientras que las cuentas de uso de carbón para el 27 por ciento, 21 por ciento de gas, e hidroeléctrica / 12 por ciento nuclear. Aunque hay 20.000 campos petrolíferos conocidos en todo el mundo, más de la mitad de las reservas conocidas están contenidos en los 51 campos más grandes. El Medio Oriente tiene el 66 por ciento de las reservas mundiales conocidas. Los Estados Unidos tiene sólo el 2 por ciento de las reservas mundiales conocidas. De ahí la necesidad de importaciones. La Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) es importante para el comercio internacional y la distribución de este crudo. Hay una dependencia cada vez mayor de los Estados Unidos a las importaciones. Aunque los Estados Unidos la producción nacional no ha crecido desde la década de 1950, las importaciones han crecido de forma espectacular, de 0,3 millones de barriles de petróleo en 1955 a 3,0 millones de barriles en 1997. Los Estados Unidos han aumentado su porcentaje de las importaciones, de aproximadamente 13 por ciento en 1970 a 55 por ciento en el año 2000. Emplea aproximadamente 18 millones de barriles de petróleo por día. La producción mundial es de unos 56 millones de barriles por día. Con las reservas conocidas, este nivel de producción en todo el mundo podría permanecer constante durante sólo 43 años. Pero hay un gran volumen de reservas de petróleo no convencionales, tales como aceite pesado, arenas bituminosas y los esquistos bituminosos. Estos se encuentran en el hemisferio occidental. Las mejoras en los métodos de recuperación se deben hacer, y el costo de la producción deben disminuir, por estas fuentes se conviertan en proveedores más importantes de energía.

Primer pozo de petróleo del mundo, cerca de Titusville, Pennsylvania, 1863.

Primer pozo de petróleo del mundo, cerca de Titusville, Pennsylvania, 1863.

Composición

Aceites crudos de petróleo varían dramáticamente en las propiedades de color, olor y flujo. Hay ligeras y pesadas aceites crudos; son dulce o amargo (es decir, tener un contenido alto o bajo contenido de azufre, con una media de 0,65%). Varios miles de compuestos están presentes en el petróleo. El número de átomos de carbono en estos compuestos puede variar de uno a más de un centenar. Pocos están separados como sustancias puras. Muchas de las demandas de petróleo puede ser servido por ciertas fracciones obtenidas de la destilación de petróleo crudo. Fracciones de destilación típicas y sus usos se dan en la Tabla 1. La complejidad de las moléculas, sus pesos moleculares, y sus números de carbono aumentan con el punto de ebullición. Las fracciones de elevado punto de ebullición son generalmente destilaron a vacío a temperaturas inferiores a sus puntos de ebullición atmosféricos para evitar la descomposición excesiva a alquitranes.

Cada fracción de petróleo destilada es una mezcla compleja de productos químicos, pero estas mezclas se pueden clasificar en cierta medida. Una cierta muestra de gasolina de primera destilación (nafta ligera) podría contener casi 30 alifáticos (que no contiene anillo de benceno), hidrocarburos no cíclicos; cerca de 20 hidrocarburos cicloalifáticos (principalmente ciclopentanos y ciclohexanos), a veces llamadas

Tabla 1.

Tabla 1.

FRACCIONES DE PETRÓLEO

Pb aproximado (° C) Nombre Usos

FUENTE: Wittcoff, Harold A., y Rubén, Bryan G. (1996) Orgánicos Químicos Industriales.. Nueva York: John Wiley.

<20 ° C Gases Al igual que el gas natural y útil para el combustible y los productos químicos.

20-150 ° C Nafta ligera (C 5 -C 6) Combustible y productos químicos, especialmente la gasolina.

150-200 ° C Nafta pesada (C 7 -C 9) Combustible y productos químicos.

175-275 ° C Kerosene (C 9 -C 16) Jet, tractor, y el combustible de calefacción.

200-400 ° C Gasóleo (C 15 -C 25) Diesel y combustible para calefacción. Catalíticamente agrietada a nafta y craqueada a vapor a los alquenos.

> 350 ° C Aceite lubricante Lubricación. Puede ser catalíticamente agrietada a las fracciones más ligeras.

> 350 ° C Fuelóleo pesado Combustible de la caldera. Puede ser catalíticamente agrietada a las fracciones más ligeras.

Asfalto Pavimentación, revestimiento y usos estructurales.

naftenos; y 20 compuestos aromáticos (tales como benceno, tolueno y xileno). Ejemplos de compuestos que se encuentran o utilizados en petróleo y mencionados en este artículo se dan en la Figura 1.

Cuando se utiliza cualquier fracción de petróleo como una fuente de energía y quemado a CO 2 y H 2 O, el azufre se convierte en SO 2 en el aire. El SO 2 es uno de los principales contaminantes del aire, especialmente en las grandes ciudades. Con la humedad del aire puede formar H 2 SO 4 y H 2 SO 3. Gran parte del material que contiene azufre se debe sacar de petróleo antes de que pueda ser utilizado como combustible. El porcentaje máximo permitido actual de la gasolina es de 0,10 por ciento S.

Número Octano

Uno no puede hablar de la química de la gasolina sin entender números de octano. Cuando la gasolina se quema en un motor de combustión interna a CO 2 y H 2 O, hay una tendencia a que muchas mezclas de gasolina para quemar de manera desigual. Tal combustión no constante y unsmooth crea un "golpeteo" ruido en el motor. Llamar a la puerta significa que el motor no está funcionando tan eficientemente como podría. Se ha encontrado que ciertos hidrocarburos queman más suavemente que otros en una mezcla de gasolina. En 1927 se creó una escala

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