Petróleo y petroquímica

Indice
1.
¿Qué es el
petróleo?

3. Métodos para la localización de
yacimientos
4. Composición
química
5. Métodos de
extracción
6. Proceso de refinado del
petróleo
7. Petróleo – Recurso no
renovable
8. Alternativas para el reemplazo paulatino de
su uso

1. ¿Qué es
el
petróleo?

La palabra petróleo
(del latín petro: piedra, oleum: aceite) significa ACEITE
DE PIEDRA.

Es un líquido oleoso bituminoso de origen
natural, color pardo o
negro, fluorescente, compuesto por diferentes sustancias
orgánicas. También recibe los nombres de
petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente
‘crudo’.

Es el más útil y abundante de los
combustibles descubiertos por el hombre en
la corteza terrestre.

Por su origen pertenece al grupo de los
combustibles fósiles y debido a su estado se lo
considera un combustible líquido.

Origen del petróleo

El tema del origen del petróleo sigue siendo un
motivo de debate entre
los hombres de ciencia, si
bien la hipótesis generalmente aceptada es la que
le atribuye un origen orgánico.

Existen varias opciones para explicar el origen del
petróleo:

1. Hipótesis
   inorgánica (de Mendelejeff)
2. Hipótesis orgánica (de
   Engler-Kramer)

Hipótesis inorgánica

Esta hipótesis sostiene que el petróleo
se originó por la acción del agua sobre
acetiluros metálicos con producción de metano y
acetileno.

La presión y la temperatura
originaron luego otras reacciones y polimerizaciones formando
los otros componentes del petróleo.

Diversas informaciones de origen geológico (en
los yacimientos de petróleo se han hallado siempre
restos fósiles de animales y
vegetales) han hecho que esta teoría fuera casi abandonada.

Hipótesis orgánica-vegetal (Kramer) y
orgánica animal (Engler)

Según estas teorías, el petróleo se formó
por descomposición lenta a presión elevada y al
abrigo de grandes depósitos de algas marinas
(hipótesis vegetal) o de restos de pequeños
animales (hipótesis animal) ayudados por el calor que esa
gran presión originó. A continuación se
desarrolla la teoría:

Durante la era terciaria en el fondo de los mares se
acumularon restos de peces,
invertebrados y de algas, quedando sepultados por la arena y las
arcillas sedimentadas. Las descomposiciones provocadas por
microorganismos, acentuadas por altas presiones y elevadas
temperaturas posteriores, dieron origen a hidrocarburos.
Al comenzar la era cuaternaria los movimientos orogénicos
convulsionaron la corteza terrestre y configuraron nuevas
montañas, la cordillera de los andes entre ellas. Los
estratos sedimentarios se plegaron y el petróleo
migró a través de las rocas porosas,
como las areniscas, hasta ser detenido por anticlinales
–pliegues con forma de A mayúscula- y por fallas que
interrumpieron la continuidad de los estratos.

El petróleo ocupa los intersticios de rocas
sedimentarias muy porosas, acompañado habitualmente de
gas natural y
de agua salada.

2. Producción
mundial y argentina de
petróleo

El petróleo es quizás la materia prima
más útil y versátil de las explotadas. En
1995, el primer productor era Arabia Saudita, que producía
unos 426,5 millones de toneladas, es decir un 13,2%. La
producción mundial era de 3.234,6 millones de toneladas,
de las cuales, Estados Unidos
produjo un 11,9%, la Comunidad de
Estados Independientes (CEI) un 11,0%, Irán un 5,7%,
México un
4,9%, China un 4,6%
y Venezuela un
4,5 por ciento.

Las reservas mundiales de crudo —la cantidad de
petróleo que los expertos saben a ciencia cierta que se
puede extraer de forma económica— suman unos 700.000
millones de barriles, de los que unos 360.000 millones se
encuentran en Oriente Próximo.

Los estudios biológicos han revelado que la
ubicación de los yacimientos petrolíferos
está circunscrita a zonas bien definidas, que en tiempos
lejanos constituyeron enormes cuencas ocupadas por aguas de los
mares. En el hemisferio occidental una de dichas zonas,
bañada por las aguas del Golfo de México y del Mar
de las Antillas o Mar Caribe, se cuenta entre las más
ricas del mundo, tanto en producción como en reservas.
Esta incluye a Colombia,
Venezuela, Trinidad, la América
Central, las Antillas, México y los estados
norteamericanos de Florida, Luisiana, Georgia, Alabama, Misisipi,
Arkansas y Texas.

Otra zona importante es la región
mediterránea del Viejo Mundo que rodea al Golfo
Pérsico, a los mares Negro, Caspio y Rojo, y al extremo
oriental del Mediterráneo; enclavada entre los continentes
de Africa, Europa y Asia, esta zona
posee los enormes yacimientos de Irán, la
Federación Rusa, Libia y Arabia.

Una tercera zona que ya ha contribuido con un porcentaje
considerable de la producción mundial y presenta
perspectivas de que su importancia será aún mayor,
es la de Indonesia, con Nueva Guinea, Java, Sumatra y
Borneo, islas situadas entre Asia y Australia.

Una cuarta zona que geólogos conceptúan
como prometedora, es la que rodea el Océano Artico. Tanto
en la región NO de Canadá como en la parte
septentrional de Alaska, así como a lo largo de la costa
septentional de Siberia, se han descubierto afloraciones de
petróleo y emanaciones de gas que revelan
la existencia de grandes yacimientos.

Diseminadas por todo el mundo existen otras zonas
petroleras, de área mucho más reducida que las
cuatro que se acaban de mencionar. Están por ejemplo los
yacimientos de California, en los E.U.A.; los de Bolivia y
Argentina, en la América del Sur; los de Alemania y
Polonia, en las márgenes del Mar Báltico; los de
Austria y Hungría, en la Europa central; los de Birmania y
finalmente, los de Japón, Sakhalín y Kamtchatka, en
Asia.

La Argentina extrae anualmente alrededor de 26 millones
de m3 de petróleo. No es una gran producción puesto
que no llega al 1% del total mundial pero ha bastado para el
autoabastecimiento. Desde 1984 no se importa crudo, excepto en
1987. El factor decisivo ha sido la suplantación de
combustibles líquidos por el gas natural. También
contribuyó la disminución del consumo per
cápita de naftas, cuyo precio se
incrementó notablemente en 1988, debido a la
aplicación de gravámenes.

Desde fines del siglo pasado se tenía conocimiento
de la existencia de petróleo en el subsuelo argentino.
Incipientes trabajos en Mendoza y Salta fracasaron. En 1907,
mientras se buscaba agua potable para Comodoro Rivadavia
(Chubut), surgió accidentalmente petróleo.
Subsiguientemente se descubrieron otras cuencas obligando a la
creación de una repartición estatal: Yacimientos
Petrolíferos Fiscales (Y.P.F.) que pasó casi
totalmente a manos privadas en el corriente
año.

Las cuencas petrolíferas actuales son
cinco:

• Cuenca patagónica:

Se extiende alrededor de Comodoro Rivadavia (Chubut) y
comprende Pico Truncado y Cañadón Seco, en el
norte de Santa Cruz. Produce el 45% del total.

• Cuenca mendocina:

Principalmente en Barrancas y La Ventana pues el
distrito inicial: Tupungato, está casi agotado. Aporta
el 25% del total pero con los yacimientos de Malargue
superará dicho porcentaje. Como provincia, Mendoza es la
primera productora del país.

• Cuenca neuquina:

El 20% se reparte entre Plaza Huincul (Neuquén)
y otra zona más al norte, que llega a Catriel
(Río Negro) y Medanito (La Pampa).

• Cuenca salteña:

Promisorios hace treinta años, Tartagal,
Madrejones y Campo Durán se han estancado y Caimancito
(Jujuy) está en vías de
extinción.

• Cuenca austral:

Situada a ambas márgenes del estrecho de
Magallanes: El Cóndor y Cerro Redondo, en Santa Cruz, y
la bahía de San Sebastián, en Tierra del
Fuego y probablemente en las inmediaciones de las Islas
Malvinas.

3. Métodos
para la localización de yacimientos

El hallazgo de yacimientos petrolíferos no es
obra librada al azar y obedece a una tarea científicamente
organizada, que se planifica con mucha antelación.
Instrumental de alta precisión y técnicos
especializados deben ser trasladados a regiones a menudo
deshabitadas, en el desierto o en la selva, obligando a construir
caminos y sistemas de
comunicación, disponer de
helicópteros, instalar campamentos y laboratorios,
etc.

Para encontrar petróleo bajo tierra, los
geólogos deben buscar una cuenca sedimentaria con
esquistos ricos en materia
orgánica, que lleven enterrados el suficiente tiempo para que
se haya formado petróleo (desde unas decenas de millones
de años hasta 100 millones de años). Para realizar
esa "exploración o cateo" se utilizan numerosos
métodos entre los que podemos mencionar:

Métodos superficiales
(geofísicos)

Son mediciones que se efectúan en la superficie
de la tierra
por medio de los estratos profundos. Los métodos
superficiales tienden a localizar en la corteza terrestre
estructuras
aptas para servir de trampas o receptáculos. No
determinan la presencia de gases o
petróleo.

Entre estos se pueden citar:

1. Gravimetría;
2. Magnetometría;
3. Sismografía;
4. Resistividad eléctrica;
5. Análisis de suelos y sus
   hidrocarburos.

Breves referencias:

Gravimetria

Por medio de un instrumento especial llamado
gravímetro se pueden registrar las variaciones de la
aceleración de la gravedad en distintos puntos de la
corteza terrestre. Se determina la aceleración de la
gravedad (g) en puntos del terreno explorando lugares distantes
1.000 ó 5.000 metros entre sí.

Los valores
obtenidos se ubican en un mapa y se unen los puntos donde g es
igual obteniéndose líneas isogravimétricas
que revelan la posible estructura
profunda.

Así la existencia de curvas
isogravimétricas cerradas señalan la existencia
de un anticlinal de extensión semejante al área
que abarca esa curva.

El valor g
varía de acuerdo al achatamiento terrestre, fuerza
centrífuga, altitud y densidad de la
corteza terrestre.

Por eso el gravímetro señala la
presencia de masas densas de la corteza constituidas por
anticlinales que han sido levantados por plegamientos y se
hallan más próximos a la superficie de la
tierra.

Magnetometria

El campo magnético terrestre varía con
la latitud, pero también varía en forma irregular
debido a la diferente permeabilidad magnética de las
distintas rocas de la corteza terrestre.

El magnetómetro es un instrumento de gran valor
en la búsqueda de estructuras rocosas para obtener una
apreciación de la estructura y la conformación de
la corteza terrestre.

Sismografia

Se aplica este método
haciendo estallar cargas de dinamita en pozos de poca
profundidad, normalmente entre 10 y 30 pies, registrando las
ondas
reflejadas en las napas profundas por medio de
sismógrafos
combinados con máquinas fotográficas.

En la superficie se cubre un área determinada
con dichos aparatos de alta sensibilidad llamados
también "geófonos", los cuales van unidos entre
sí por cables y conectados a una estación
receptora.

Las ondas producidas por la explosión
atraviesan las capas subterráneas y regresan a la
superficie. Los geófonos las captan y las envían
a la estación receptora, donde mediante equipos
especiales de cómputo, se va dibujando en interior de la
tierra.

Se puede medir el tiempo transcurrido entre el momento
de la explosión y la llegada de las ondas reflejadas,
pudiéndose determinar así la posición de
los estratos y su profundidad, describiendo la ubicación
de los anticlinales favorables para la acumulación del
petróleo.

Toda la información obtenida a lo largo del
proceso
exploratorio es objeto de interpretación en los centros
geológicos y geofísicos de las empresas
petroleras.

Allí es donde se establece qué
áreas pueden contener mantos con depósitos de
hidrocarburos, cuál es su potencial contenido de
hidrocarburos y dónde se deben perforar los pozos
exploratorios para confirmarlo. De aquí sale lo que se
llama "prospectos" petroleros.

Métodos de exploración en profundidad
(geoquímicos):

Para aplicar estos métodos se requiere la
perforación de pozos profundos. Por este medio se
analizan las muestras del terreno a diferentes profundidades y
se estudian las carácterísticas de los terrenos
atravesados por medio de instrumentos especiales.

Los métodos de exploración en
profundidad tienen por finalidad determinar la presencia de gas
o de petróleo; son métodos directos en la
búsqueda del petróleo.

4. Composición
química

Todos los tipos de petróleo se componen de
hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos
compuestos de azufre y de oxígeno; el contenido de azufre
varía entre un 0,1 y un 5%. Dichos hidrocarburos pueden
separarse por destilación fraccionada de la que se
obtienen aceites ligeros (gasolina), vaselina, parafina, asfalto
y aceites pesados.

El petróleo contiene elementos gaseosos,
líquidos y sólidos. La consistencia del
petróleo varía desde un líquido tan poco
viscoso como la gasolina hasta un líquido tan espeso que
apenas fluye. 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.

La composición elemental del petróleo
normalmente está comprendida dentro de los siguientes
intervalos:

El petróleo es un líquido insoluble en
agua y de menor densidad que ella. Dicha densidad está
comprendida entre 0.75 y 0.95 g/ml. Sus colores
varían del amarillo pardusco hasta el negro.

La composición varía con la procedencia.
Se los clasifica según el tipo de hidrocarburos que
predominan en:

1. Petróleo a base parafínica (fluídos);
2. Petróleo a base asfáltica
   (viscosos);
3. Petróleo a base mixta.

1. Estos son negros, viscosos y de elevada densidad:
   0,95 g/ml. En la destilación primaria producen poca
   nafta y
   abundante fuel oil, quedando asfalto como residuo.

   Petróleos asfálticos se extraen del
   flanco sur del golfo de San Jorge (Chubut y Santa
   Cruz).

   Estos petróleos son ricos en compuestos
   cíclicos como el ciclopentano y el ciclo hexano y en
   hidrocarburos aromáticos como el benceno y sus
   derivados.

2. Petróleo a base asfáltica

   De color claro, fluidos y de baja densidad:
   0.75-0.85 g/ml. Rinden más nafta que los
   asfálticos. Cuando se refina sus aceites lubricantes
   se separa la parafina.

   En Mendoza y Salta poseen yacimientos de
   petróleos parafínicos.

   De estos petróleos se pueden extraer grandes
   cantidades de nafta, querosene y aceites
   lubricantes.

3. Petróleos a base
   parafínica:
4. Petróleos de base mixta:

Tienen características y rendimientos comprendidos
entre las otras dos variedades principales.

Después de destilar sus porciones más
volátiles abandonan naftas y asfalto

Aunque sin ser iguales entre sí, petróleos
de Comodoro Rivadavia (Chubut) y Plaza Huincul (Neuquén)
son de base mixta.

Los componentes del petróleo más usados
como combustibles son el Carbono y el
Hidrógeno debido a que ellos se combinan fácilmente
con el oxígeno iniciando la combustión.

5. Métodos de
extracción

El petróleo se halla a grandes profundidades.
Generalmente a 3.000 ó 4.000 metros, aunque existen pozos
de 5.000 ó 6.000 metros de profundidad. De acuerdo con la
profundidad proyectada del pozo, las formaciones que se van a
atravesar y las condiciones propias del subsuelo, se selecciona
el equipo de perforación más indicado.

La perforación se logra por medio de dos procedimientos:

1. Por percusión;
2. Por rotación.

1. Este método se halla ya en desuso. Se emplea
   un trépano de acero
   duro, suspendido por medio de un cable, que penetra en el
   suelo por
   golpes verticales. El trépano es movido por un
   balancín.

2. Por percusión:
3. Por rotación:

En este caso el trépano perfora el suelo animado
de un movimiento de
rotación. Este movimiento se lo imprime una mesa
rotatoria.

El trépano se halla en el extremo de las barras
de sondeo constituidas por caños de acero resistentes a la
tracción, de 9 metros de largo que se enroscan unos a
otros formando columnas. En la parte superior de esta columna se
halla un dispositivo llamado cabeza de
inyección.

El trépano al perforar deja detritos que se
arrastran hacia arriba por medio de una espesa arcilla llamada
barro de inyección que se inyecta a través de la
cabeza de inyección. Este líquido baja por dentro
de las barras de sondeo, sale por orificios del trépano y
sube por el espacio ubicado entre las barras y la pared de
perforación.

Este barro se depura por decantación y se vuelve
a inyectar en un proceso continuo.

El barro, además de arrastrar los trozos de rocas
y arenas, lubrica al trépano refrigerándolo y
tapiza las paredes de la perforación impidiendo
desmoronamientos.

La columna de barras de sondeo se sostiene por medio de
un aparejo que permite subirla o bajarla y que se halla dentro de
una torre de acero de unos 40 ó 50 metros de altura
llamada derrick con forma de tronco de cono como esquematiza la
figura.

Para evitar desmoronamientos se emplean entubamientos de
acero que se fijan por medio de una lechada de cemento
inyectado entre los tubos de acero y las paredes de
perforación.

La columna se va introduciendo en el suelo conforme
avanza la perforación y cuando el vástago de
perforación de la parte superior llega al nivel de la mesa
giratoria se suspende la perforación, se desenrosca el
vástago y se agrega una nueva barra de sondeo, se
añade entonces el vástago y se reanuda la
perforación.

Actualmente el proceso rotativo se acelera haciendo que
la perforación de las últimas capas profundas se
realice por medio de descargas explosivas.

Una vez alcanzada la zona de producción se baja
hasta cerca del fondo del pozo una cañería de acero
de 7 cm de diámetro que en su extremo superior tiene
válvulas y conexiones que permiten controlar el pozo.
Estas válvulas y conexiones se denominan "Arbol de
Navidad".

Mientras se bajan las tuberías y se instala el
"Arbol de Navidad" el pozo es mantenido bajo control
llenándolo totalmente con inyección.

Terminadas las instalaciones se desaloja la
inyección desplazándola con un fluido menos denso
que el agua y el
petróleo.

La perforación en el suelo marino sigue en
términos generales los mismos lineamientos, pero se
efectúa desde plataformas ancladas al lecho marino o que
flotan y se sostienen en un mismo lugar. Son verdaderos complejos
que disponen de todos los ejemplos y equipo necesarios para
el trabajo
petrolífero.

Produccion de petroleo

Luego de haber realizado la perforación, y debido
a la presión del agua, de los gases acumulados sobre la
superficie del petróleo y de los propios gases del
petróleo, el mineral fluye naturalmente: surgencia
natural.

En la mayoría de los casos esta surgencia natural
decrece y el pozo deja de producir: el pozo está
ahogado.

Se aplican entonces métodos artificiales entre
los que se halla el bombeo neumático (gaslift) y el
mecánico.

1. El bombeo neumático consiste en inyectar gas a
   alta presión entre la columna aisladora y la
   tubería. Este procedimiento
   se suele comenzar a aplicar antes de que la producción
   natural cese completamente.
2. El bombeo mecánico emplea varios
   procedimientos según sea la
   perforación.

El más antiguo, y que se aplica en pozos de
hasta 2.400m a 2.500m de profundidad, es el de la bomba de
profundidad.

Consiste en una bomba vertical colocada en la parte
inferior de la tubería, accionada por varillas de bombeo
de acero que corren dentro de la misma tubería movidas
por un balancín ubicado en la superficie y movido por un
motor.

¿Por qué al perforar, el petroleo fluye
con tanta presion?

El crudo atrapado en un yacimiento se encuentra bajo
presión; si no estuviera atrapado por rocas impermeables
habría seguido ascendiendo debido a su flotabilidad hasta
brotar en la superficie terrestre. Por ello, cuando se perfora un
pozo que llega hasta una acumulación de petróleo a
presión, el petróleo se expande hacia la zona de
baja presión creada por el pozo en comunicación con
la superficie terrestre. Sin embargo, a medida que el pozo se
llena de líquido aparece una presión contraria
sobre el depósito, y pronto se detendría el flujo
de líquido adicional hacia el pozo si no se dieran otras
circunstancias. La mayor parte del petróleo contiene una
cantidad significativa de gas natural en disolución, que
se mantiene disuelto debido a las altas presiones del
depósito. Cuando el petróleo pasa a la zona de baja
presión del pozo, el gas deja de estar disuelto y empieza
a expandirse. Esta expansión, junto con la dilución
de la columna de petróleo por el gas, menos denso, hace
que el petróleo aflore a la superficie.

A medida que se continúa retirando líquido
del yacimiento, la presión del mismo va disminuyendo poco
a poco, así como la cantidad de gas disuelto. Esto hace
que la velocidad de
flujo del líquido hacia el pozo se haga menor y se libere
menos gas. Cuando el petróleo ya no llega a la superficie
se hace necesario instalar una bomba en el pozo para continuar
extrayendo el crudo.

Finalmente, la velocidad de flujo del petróleo se
hace tan pequeña, y el coste de elevarlo hacia la
superficie aumenta tanto, que el coste de funcionamiento del pozo
es mayor que los ingresos que se
pueden obtener por la venta del crudo
(una vez descontados los gastos de
explotación, impuestos,
seguros y
rendimientos del capital). Esto
significa que se ha alcanzado el límite económico
del pozo, por lo que se abandona su
explotación.

Perforación submarina

Uno de los logros más impresionantes de la
ingeniería en las últimas
décadas es la construcción y empleo de
equipos de perforación sobre el mar. Estos equipos de
perforación se instalan, manejan y mantienen en una
plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad
de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser
flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y
resiste a las olas, el viento y —en las regiones
árticas— los hielos.

Al igual que en los equipos tradicionales, la torre es
en esencia un elemento para suspender y hacer girar el tubo de
perforación, en cuyo extremo va situada la broca; a medida
que ésta va penetrando en la corteza terrestre se van
añadiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de
perforación. La fuerza necesaria para penetrar en el suelo
procede del propio peso del tubo de perforación. Para
facilitar la eliminación de la roca perforada se hace
circular constantemente lodo a través del tubo de
perforación, que sale por toberas situadas en la broca y
sube a la superficie a través del espacio situado entre el
tubo y el pozo (el diámetro de la broca es algo mayor que
el del tubo). Con este método se han perforado con
éxito pozos con una profundidad de más de
6,4 km desde la superficie del mar. La perforación
submarina ha llevado a la explotación de una importante
reserva adicional de petróleo.

6. Proceso de refinado del
petróleo

El petróleo llega finalmente a las
refinerías en su estado natural para su procesamiento. Una
refinería es un enorme complejo donde ese petróleo
crudo se somete en primer lugar a un proceso de
destilación o separación física y luego a
procesos
químicos que permiten extraerle buena parte de la variedad
de componentes que contiene.

El petróleo tiene una gran variedad de
compuestos, al punto de que de él se pueden obtener por
encima de 2.000 productos.

En las destilerías se destila fraccionadamente al
petróleo. Como está compuesto por más de
1.000 hidrocarburos, no se intenta la separación
individual de cada uno de ellos. Es suficiente obtener
fracciones, de composición y propiedades aproximadamente
constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas. La
operación requiere de varias etapas; la primera de ellas
es la destilación primaria, o topping.

Proceso De Topping O Destilacion
Primaria

El crudo se calienta a 350ºC y se envía a
una torre de fraccionamiento, metálica y de 50 metros de
altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo". Un
plato de burbujeo es una chapa perforada, montada
horizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeño tubo
con capuchón. De tal modo, los gases calientes que
ascienden por dentro de la torre atraviesan el líquido
más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho
líquido desborda un plato cae al inmediato
interior.

La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento
queda progresivamente graduada desde 350ºC en su base, hasta
menos de 100ºC en su cabeza. Como funciona continuamente, se
prosigue la entrada de crudo caliente mientras que de platos
ubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones.
Estas fracciones reciben nombres genéricos y responden a
características bien definidas, pero su proporción
relativa depende de la calidad del crudo
destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de
otros detalles técnicos.

De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de
destilería" recibe el mismo tratamiento que el de
yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el
licuado se expende como Supergás o en garrafas. Las tres
fracciones líquidas más importantes son, de arriba
hacia abajo –es decir, de menor a mayor temperatura de
destilación-:

Naftas: Estas fracciones son muy livianas (d= 0,75
g/ml) y de baja temperatura de destilación: menor a
175ºC. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12
átomos de carbono.

Kerosenes: Los kerosenes se destilan entre 175ºC
y 275ºC, siendo de densidad mediana (d= 0,8 g/ml). Sus
componentes son hidrocarburos de 12 a 18 átomos de
carbono.

Gas oil: El gas oil es un líquido denso (0,9
g/ml) y aceitoso, que destila entre 275ºC y 325ºC.
Sus hidrocarburos poseen más de 18 átomos de
carbono.

Queda un residuo que no destila: el fuel oil, que se
extrae de la base de la torre. Es un líquido negro y
viscoso de excelente poder
calorífico: 10 000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo
como combustible en usinas termoeléctricas, barcos,
fábricas de cemento y de vidrio, etc. La
otra, es someterlo a una segunda destilación fraccionada:
la destilación conservativa, o destilación al
vacío, que se practica a presión muy reducida, del
orden de pocos milímetros de mercurio. Con torres de
fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas
fracciones que, en este caso, resultan ser aceites lubricantes,
livianos, medios y
pesados, según su densidad y temperaturas de
destilación. El residuo final es el asfalto, imposible de
fraccionar.

Destilacion Secundaria O Cracking

Se entiende por cracking (del inglés
"to crack": romper) a los procedimientos de calor y
presión que transforman a los hidrocarburos de alto peso
molecular y punto de ebullición elevado en hidrocarburos
de menor peso molecular y punto de ebullición.

Hidrocarburos de muchos átomos de carbono no
constituyentes de naftas rompen su cadena y forman hidrocarburos
de pocos átomos de carbono constituyentes de las
naftas:

Con el desarrollo de
los motores a
explosión, se hizo necesario aumentar la producción
de las diferentes variedades de nafta. El cracking halló
respuesta a esa demanda.

Hay muchos procedimientos de craqueo.

Craqueo térmico en dos etapas

Se inicia la operación de carga con un
petróleo reducido al 50%. La carga llega a un horno
tubular (1) donde la temperatura alcanza a 480ºC y de
allí pasa a la cámara de reacción (2), en la
que se trabaja a 20 atmósferas y donde el
craqueo se produce en función del tiempo.

La cámara se descarga y los hidrocarburos
líquidos y vaporizados son llevados a una torre
evaporadora (3) en la que se separan en tres componentes: gas,
nafta de cracking y diesel-oil, que son fraccionados en una torre
fraccionadora (4).

El fuel-oil se extrae por la parte inferior de la torre
evaporadora (3). Del fondo del rectificador (4) se extrae gas-oil
que se envía a un horno tubular de craqueo (5) donde la
temperatura es elevada a 525ºC y de allí se junta con
la del horno tubular (1) pasando a la torre de craqueo (2)
siguiendo el ciclo

El proceso de craqueo térmico, o pirólisis
a presión, se desarrolló en un esfuerzo por
aumentar el rendimiento de la destilación. No obstante, la
eficiencia del
proceso era limitada porque, debido a las elevadas temperaturas y
presiones, se depositaba una gran cantidad de coque (combustible
sólido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez,
exigía emplear temperaturas y presiones aún
más altas para craquear el crudo.

Más tarde se inventó un proceso en el que
se recirculaban los fluidos; el proceso funcionaba durante un
tiempo mucho mayor con una acumulación de coque bastante
menor. Muchos refinadores adoptaron este proceso de
pirólisis a presión.

Craqueo catalítico con catalizador
fluido

Este craqueo produce naftas de mejor calidad empleando
menores presiones (fig. )

El empleado es una arcilla sólida y pulverizada
que en forma de polvo fino se envía por una corriente de
aire,
comportándose como un fluido.

El proceso se puede sintetizar así: la carga es
un gas-oil que se vaporiza pasando por un horno vaporizador (A).
La brea se separa en una torre (B) y los vapores pasan a un horno
recalentador (C) donde se calientan a 500-510ºC.

Los vapores se mezclan con el catalizador que viene de
(E) y la mezcla llega a la cámara de reacción a
reactor (D) donde se produce el cracking a presión normal
y a 480ºC.

Los vapores ya transformados y la arcilla llegan a un
separador (F) donde las arcillas caen por gravitación y
pasan a un horno regenerador (H) que las depura
quitándoles el carbón adherido para ser utilizadas
nuevamente. Los vapores siguen a una torre fraccionadora (G) de
cuya cabeza se extrae nafta de gran poder octánico (70,80)
de la parte media gas-oil que se lleva al cracking térmico
y por la inferior un producto que
vuelve al sistema por un
reciclo.

El cracking aumenta el porcentaje de petróleo,
que se convierte en gasolina como indica el siguiente
cuadro:

Fracciones del petróleo, rangos de
destilación, usos:

El cuadro siguiente indica algunos de los derivados del
petróleo, temperaturas de destilación, cadenas
carbonadas a las que pertenece y sus aplicaciones:

En la década de 1930, al introducirse estos dos
procesos básicos, aumentaron adicionalmente la gasolina
producida a partir de un barril de crudo.

La fabricación de estos productos ha dado origen
a la gigantesca industria
petroquímica, que produce alcoholes,
detergentes, caucho sintético, glicerina, fertilizantes,
azufre, disolventes y materias primas para fabricar medicinas,
nailon, plásticos,
pinturas, poliésteres, aditivos y complementos
alimentarios, explosivos, tintes y materiales
aislantes.

7. Petróleo –
Recurso no renovable

Es cierto que el petróleo es un recurso natural
no renovable, ya que el mismo se agota y va desapareciendo a
medida que se utiliza. No es posible su regeneración. Por
esto, considerando la posibilidad de agotamiento debemos buscar
otras fuentes
alternativas de energía.

8. Alternativas para el
reemplazo paulatino de su uso

Teniendo en cuenta las reservas disponibles y
demás proyecciones, debemos considerar evidente que en el
futuro harán falta fuentes de energía alternativas.
Aunque existen muy pocas opciones si se tienen en cuenta la
multiplicidad de aplicaciones que tiene el petróleo y la
constante demanda de energía del mundo industrializado,
aún existen posibles nuevas fuentes.

Un ejemplo puede ser la producción de crudo
sintético, que todavía tienen que demostrar su
viabilidad, pues tanto los costos como los
volúmenes de producción aun no pueden considerarse
lo suficientemente competitivo y rentable.

Podríamos pensar en muchas otras fuentes
alternativas, como la energía geotérmica, la
energía
solar y la energía
nuclear, pero en tales casos, no cubrirían tantas
aplicaciones como el petróleo. Por ejemplo, no
podríamos contar con aceites lubricantes, ceras, y otros
similares.

Considero que una alternativa cercana a cubrir las
enormes necesidades de energía del mundo actual es el
carbón, cuya disponibilidad planetaria está
firmemente establecida. Es posible que se pueda regular su uso
gracias a la moderna tecnología de
ingeniería, con un reducido aumento de los costes de
capital y de explotación.

Categoría: Química

Comentario:

Qué es el petróleo?, Origen –
Producción mundial y argentina del petróleo –
métodos para la localización de yacimientos –
Composición química –
métodos de extracción – Producción de
Petróleo – Proceso de refinado de petróleo:
proceso de topping, proceso de cracking – Fracciones de
petróleo: rangos de destilación y usos –
Alternativas para el reemplazo paulatino de su uso.

Autor:

Romina Mariel Ferrari –
Astrid2000[arroba]topmail.com.ar

Ferrari_r[arroba]starmedia.com
Fecha: Agosto 1999