Petróleo

1. Fuentes naturales de obtención de carbono

Combustibles fósiles

Materias primas con gran contenido energético, formadas a lo largo de millones de años a partir de la descomposición de restos orgánicos animales y vegetales.

Son recursos no renovables. Los más importantes son el carbón mineral, el petróleo y el gas natural.

1. Fuentes naturales de obtención de carbono

Carbón

Mineral

Vegetal

Material combustible sólido, frágil y poroso con un alto contenido en carbono.

Se produce por calentamiento de residuos vegetales.

Roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono. Se formó por

descomposición de restos vegetales.

Existen diferentes tipos de carbón en función del grado evolución. Algunos de ellos, ordenados de menor a mayor contenido en carbono son:

•Turba

• Lignito

• Hulla

• Antracita

1. Fuentes naturales de obtención de carbono

Gas Natural

Mezcla de gases ligeros que se encuentra generalmente en los yacimientos de petróleo. Compuesto principalmente

por metano (CH4).

Su combustión produce menos contaminantes que la de otros combustibles fósiles.

Utilizado también como materia prima en la industria petroquímica.

Su empleo ha sido posterior al del petróleo debido a las dificultades en su transporte y almacenamiento. Su origen se debe a organismos descompuestos como animales y plantas que quedaron sepultados bajo lodo y arena, en lo más profundo de antiguos lagos y mares.

1. Fuentes naturales de obtención de carbono

PetróleoMezcla de hidrocarburos con pequeñas cantidades

de oxígeno, azufre, nitrógeno y trazas de algunos metales. Líquido viscoso, oscuro y de menor

densidad que el agua.

• Formado a partir de materias primas vivas acumuladas en edades remotas, que han sufrido grandes transformaciones químicas en el tiempo.

• Actualmente es la principal fuente de energía en los países desarrollados.

• Su combustión libera al ambiente grandes cantidades de agentes contaminantes, como CO2, CO, óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno. Los derrames de petróleo representan una de las mayores causas de la contaminación oceánica.

2. Petróleo

Mezcla de hidrocarburos

Sus moléculas contienen de 2 a 85 átomos de carbono

Productos

Gasolina

Fuel oil

GLP

Cicloalcanos

Aromáticos

Alcanos

2. Petróleo

2.1 Origen

Origen abiogénico

CO2 reacciona con hidrógeno.

Aparece CH4

Cadena se alarga al reaccionar entre sí los grupos metano.

Origen biogénico

Hidrocarburos provienen de organismos muertos.

Requiere condiciones específicas.

anoxiaSedimentos

peso

fricción

Kerógeno160 millones

de años.

2. Petróleo

2.2 Tipos de petróleo

La industria petrolera clasifica el petróleo crudo según su densidad o gravedad API, la cual precisa cuán pesado o liviano es el petróleo.

Crudo extra pesado

°API < 10

Crudo liviano o ligero

°API > 31,1 Alta calidadSon los de mayor

relevancia económica.

Crudo medio o mediano

°API entre 22,3 y 31,1

No fluye con facilidad.Baja calidadCrudo pesado °API entre 10 y 22,3

2. Petróleo

2.3 Refinación

La refinación del petróleo es un proceso que incluye el fraccionamiento y transformaciones químicas del petróleo para producir derivados comercializables.

Refinación de petróleo

Destilación

Fraccionamiento Conversión

Isomerización y alquilación.

Cracking térmico y catalítico.

Mezclado

2. Petróleo

2.4 Destilación fraccionada

Busca separar productos en base a distintos puntos de ebullición. El grado de separación de los componentes del petróleo esta estrechamente ligado al punto de ebullición de cada compuesto.

El petróleo se calienta a 370 ºC y es incorporado a una torre de destilación. Se extrae del petróleo un conjunto de fracciones.

2. Petróleo

2.4 Destilación fraccionada

FracciónÁtomos de

carbonoIntervalo de punto de ebullición (°C)

Usos

Gas natural C1-C4 –161- 20 Combustible y gas doméstico.

Éter de petróleo

C5-C6 30 - 60Disolvente para compuestos

orgánicos.

Ligroína C7 20 -135Disolvente para compuestos

orgánicos.

Gasolina C6-C12 30 -180 Combustible para automóviles.

Queroseno (parafina)

C11-C16 170 - 290Combustible para naves espaciales, aeronaves y calefacción doméstica.

Combustóleo (fuel oil)

C14-C18 260 - 350Calefacción doméstica y

combustible para producción de electricidad.

Aceite lubricante

C15-C24 300 - 370Lubricantes para automóviles y

maquinarias.

2. Petróleo

2.5 Conversión del petróleo

• Cracking: consiste en romper las grandes moléculas en otras más pequeñas, calentando las sustancias iniciales en presencia de un catalizador.

• Isomerización: convierte la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en una cadena ramificada gracias a la acción de un catalizador metálico (platino).

• Alquilación: proceso para la producción de un componente de gasolinas de alto octanaje por síntesis de butilenos con isobutano. Requiere de un catalizador de naturaleza ácida fuerte (HF o H2SO4).

La refinación del petróleo incluye el fraccionamiento por destilación y las transformaciones químicas del petróleo (conversión) para producir derivados comercializables.

2. Petróleo

2.6 Octanaje o índice de octano

Es una escala que mide la resistencia que presenta un combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando se comprime dentro del cilindro de un motor. Se relaciona con la estructura de las moléculas de los hidrocarburos que forman la mezcla.

Moléculas no ramificada como el heptano producen detonaciones indeseadas (ignición).

Las moléculas más ramificadas se queman de manera más uniforme.

Así, al heptano se le atribuye un índice de octano IO = 0 y al isooctano (2,2,4-trimetilpentano) un IO = 100.

isooctano (antidetonante)

n-heptano (detonante) 95 octanos95% isooctano

5% n-heptano

2. Petróleo

2.7 Principales productores

Venezuela y Ecuador son los dos únicos países de América miembros de la OPEP.

La OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo) es una organización intergubernamental cuyos fines son la unificación y coordinación de las políticas petroleras de los países miembros.

Año 2009

Combustibles fósiles

Formación

Alta temperatura Alta presiónTiempo

Petróleo Carbón mineralGas natural

Gasolina KeroseneDiesel GLP