1. CURSO: QUÍMICA COMÚN
MATERIAL QC N° 10
EL PETRÓLEO
ESQUEMA DE UNA BOMBA PARA
EXTRACCIÓN DE PETRÓLEO
1. MOTOR. 2. EQUILIBRIO CONTRARIO. 3. BRAZO DEL PITMAN. 4. VIGA QUE CAMINA. 5. CABEZA DEL
CABALLO. 6. BARRA POLACA. 7. MANANTIAL. 8. PIPA DEL ACEITE. 9. FUNDACIONES CONCRETAS. 10.
CUBIERTA. 11. BARRA DE LECHÓN. 12. TUBERÍA. 13. BOMBA. 14. VÁLVULAS. 15. ARENAS DEL
ACEITE.

2. PETRÓLEO
El petróleo (petra y oleum, que significan piedra y aceite, no porque sea aceite de piedra,
sino por estar aprisionado entre piedras) es una mezcla compleja no homogénea de hidrocarburos
(compuestos formados principalmente por hidrógeno y carbono). Se forma bajo la superficie
terrestre por la descomposición de organismos marinos que se encuentran en los intersticios de
rocas granulares (calizas y areniscas) de los estratos superiores de la Tierra, aprisionados por una
capa de rocas no porosas. Cuando se perfora un pozo a través de esta capa, el petróleo sale a la
superficie durante algún tiempo debido a la presión del gas, siendo extraído después mediante
bombas. Los componentes químicos del petróleo se separan y obtienen por destilación mediante
un proceso de refinamiento.
El petróleo puede presentar gran variación en diversos parámetros como color, densidad,
gravedad, viscosidad, capacidad calórica, etc.
El petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos
alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas y textiles, y para generar
electricidad.
Propiedades físicas
El petróleo es un fluido algo espeso cuyo color varía bastante, así como su composición. A
veces se presenta amarillo, otras verde, y otras casi negro.
Generalmente tiene un olor muy desagradable y su densidad está comprendida entre 0.8 y
0.95 g/mL. En composición varía tanto como en color, y en este sentido nos recuerda al carbón.
COMPOSICIÓN
La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes
intervalos:
Elemento
% Peso
Carbón
84 - 87
Hidrógeno
11 - 14
Azufre
0-2
Nitrógeno
0,2
EXTRACCIÓN DEL PETROLEO
Sacar petróleo de las entrañas de la Tierra es más fácil que extraer carbón. Se taladra un
agujero pequeño y se bombea, o bien se deja que la presión natural, si existe, lo eleve hasta la
superficie.
Previo a extraerlo se llevan a cabo labores y estudios sísmicos, cartográficos, gravimétricos
e inclusive arqueológicos para evitar la posibilidad de complicaciones y fundamentalmente para
establecer la seguridad de que efectivamente hay un yacimiento. Hasta la fecha el método
denominado “del sondeo”, es el más efectivo para asegurar la existencia de un pozo.
En la explotación de un yacimiento se distinguen dos periodos que son la recuperación
primaria y la recuperación secundaria.
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3. En la recuperación primaria, por el efecto de la presión, el petróleo sube por sí mismo a la
superficie. En la recuperación secundaria se utilizan reinyección de gas e inyección de agua o lodo.
Llegado a la superficie, el petróleo bruto pasa a una estación de "limpiado", donde se le
extrae primero el metano y los gases licuados (estabilización), electrostática y por fin el sulfuro de
hidrógeno de desgasificación a contracorriente (stripping).
CALIDAD DEL PETRÓLEO
Los petróleos de mejor calidad son aquellos que se clasifican como "livianos" y/o "suaves"
y "dulces".
Los "livianos" son aquellos que tienen más de 26 grados API. Los "intermedios" se sitúan
entre 20º y 26º API, y los "pesados" por debajo de 20º API.
La graduación de densidad API es un parámetro internacional (Instituto Americano del
Petróleo), que diferencia a los crudos de acuerdo a su calidad
Producción mundial de petróleo
EE.UU. es el mayor extractor de petróleo, y hasta tal punto es así, que su producción viene a
ser la mitad de la mundial. Ahora bien, en ningún caso posee la mitad de la existencia de
petróleo.
En el mundo se producen cerca de 6.000 millones de barriles por año (cada barril contiene
160 litros).
Aparte de Estados Unidos de América, los otros grandes productores son: Rusia, Venezuela,
Irán, Indonesia, México, Rumania, Irak, Colombia, Argentina, Trinidad, Perú, India y Birmania.
Canadá produce también una considerable cantidad, y se le abren, en este sentido,
magnificas perspectivas. Las mayores reservas de petróleo en el mundo se encuentran, en efecto,
en Athabasca (Alberta, Canadá).
Reservas de petróleo
Es muy difícil estimar para cuantos años tenemos petróleo y
gas natural muchas variables desconocidas. No sabemos
cuantos depósitos nuevos se van a descubrir. Tampoco cual
va a ser el ritmo de consumo, porque es probable que
cuando vayan escaseando y sus precios suban se busque con
más empeño otras fuentes alternativas de energía y su ritmo
de consumo disminuya. Por esto las cifras que se suelen dar
son muy poco fiables. En 1970 había reservas conocidas de
petróleo para unos 30 años (hasta el año 2000) ,en cambio
en 1990 había suficientes depósitos localizados de petróleo
para otros 40 años (hasta el 2030); es decir, en estos años
se ha descubierto más de lo que se ha consumido. Por todo
esto se puede decir que hay reservas para un tiempo
comprendido entre varias decenas y unos 100 años.
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4. Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP)
La OPEP es una organización Inter gubernamental creada el 14 de septiembre de 1960 en
Bagdad, Irak, por cinco países productores de petróleo (Venezuela, Arabia Saudita, Irán, Irak y
Kuwait), a la que posteriormente se integraron otros miembros. La OPEP fue registrada en la
Secretaría de Naciones Unidas el 6 de Noviembre de 1962.
REFINACIÓN DEL PETRÓLEO.
Cuando se ha extraído y transportado a tierra firme, el petróleo se traslada por oleoductos
hasta las refinerías para su procesamiento.
Aquí prácticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razón es que al petróleo también se
le denomina "crudo".
El crudo entra en estado vapor a la torre de fraccionamiento (torre de destilación), y
asciende de modo tal que en la medida que asciende; una columna de agua fría en
contracorriente lo condensa. Así los vapores sobrecalentados se recogen en la parte superior de
la torre.
Así se obtiene de mayor a menor altura:
FRACCIÓN
COMPOSICIÓN
PRINCIPAL
Gas
(gas licuado)
RANGO DE DESTILACIÓN
(Tº DE EBULLICIÓN)
C1-C4
Por debajo de 20ºC
C5-C6
20º- 60ºC
Nafta pesada (gasolina)
C4-C12
40º- 200ºC
Queroseno
C10-C16
175º- 275ºC
Aceite combustible, Petróleo Diesel
C15-C20
260º- 400ºC
Aceite lubricante
C19-C22
Por encima de los 300ºC
Parafinas
C23-C29
Pf 50º- 60ºC
Nafta liviana
(gasolina)
Asfalto
Líquido viscoso(“fracción de las colas”)
Coque
Sólido
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5. OCTANAJE DE LAS GASOLINAS
Cuando se comenzaron a desarrollar los motores para automóviles, los científicos se dieron
cuenta de que algunos tipos de hidrocarburos se quemaban de manera más uniforme y tenían
menor propensión a encenderse prematuramente que otros. En 1927 se estableció un estándar
de desempeño arbitrario, llamado índice de octano.
El índice de octano es una medida de la calidad de una gasolina, respecto a su capacidad
“antidetonante”. Dicho de otro modo, la mejor combustión con el consiguiente menor daño al
motor indica una gasolina de calidad deseada. Así, una gasolina con un índice de octano alto
genera una combustión, más suave y efectiva.
Se le asignó al isooctano (2,2,4 trimetil pentano) un índice de 100 y a un compuesto de
cadena recta, el heptano (n-heptano) el índice 0.
CH 3
H 3C
C
CH 3
CH 2
CH
CH 3
H 3C
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
CH 3
2, 2, 4 trimetil pentano
n - heptano
isoctano
Una gasolina con un índice 95 octanos tiene un comportamiento similar al de una mezcla
con 95% de isooctano y 5% de heptano.
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6. Un estudio de hidrocarburos sintéticos puros, ha demostrado que en la serie de los alcanos,
el índice de octano decrece a medida que se alarga la cadena y aumenta en los compuestos
ramificados
Los alquenos tienen índice de octano más elevado que los alcanos del mismo número de
carbonos y aumenta cuando el doble enlace se desplaza al centro de la molécula.
Los cicloalcanos son menos propensos a la detonación que los alcanos y los hidrocarburos
aromáticos tienen índices de octano excepcionalmente elevados.
Los hidrocarburos aromáticos son los que poseen el mayor número de octanaje, pero su
uso está prohibido por lo nocivo de sus gases de combustión.
ELEVADORES DEL OCTANAJE
Se descubrieron ciertas sustancias químicas que al añadirse en pequeñas cantidades a la
gasolina mejoraban considerablemente sus cualidades antidetonantes, es el caso del compuesto
tetra etil plomo que agregado en un 0,1% (1 ml en 1 litro) aumenta el índice de octano en 10 o
más.
Desde hace algún tiempo se eliminó el tetra etil plomo de las gasolinas, a raíz de los serios
problemas que este metal pesado origina en el organismo.
ÍNDICE DE CETANO
Los motores Diesel comprimen aire sólo, elevándose la temperatura de éste a 480º-540º C.
Casi al final de la compresión se inyecta el combustible, que se inflama espontáneamente. El
carburante para motor Diesel no necesita ser volátil, siendo generalmente la fracción que hierve
entre el queroseno y los aceites lubricantes. Debido a la diferencia en el funcionamiento del
motor, los carburantes de índice de octano elevados son aquí peores que los de índice bajo,
expresándose la calidad del carburante para Diesel mediante el índice de cetano o cateo,
referido a una mezcla de cetano (n-C16H34) de valor 100 y α metil-naftaleno de valor 0.
Muchos motores Diesel de automóviles exigen un índice de cateo superior a 45, vemos
pues, que las características más adecuadas para el carburante de un motor a explosión y de un
motor Diesel son totalmente distintas.
EL PETRÓLEO EN CHILE
En 1893, exploradores franceses llegaron hasta Magallanes, convencidos de que era
factible encontrar petróleo en Tierra del Fuego y en la Isla Dawson.
Años más tarde, un trabajador de la Hacienda Fiscal de Agua Fresca descubrió por
casualidad la existencia de combustibles fósiles en río Canelos, a 30 kilómetros de Punta Arenas.
La primera perforación en suelo magallánico con fines exploratorios se llevó a cabo en 1907, en
este mismo lugar.
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7. Empresa Nacional de Petróleo ENAP
Casi dos décadas más tarde, el 29 de diciembre de 1945, fluyó por primera vez, desde el
pozo de Springhill, en Tierra del Fuego, el primer chorro de petróleo, y cinco años más tarde, el
19 de junio de 1950, el Presidente Gabriel González Videla promulgó la Ley 9.618 que creó la
Empresa Nacional del Petróleo, ENAP. El gobierno de la época estableció la dependencia de ENAP
en la Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), con personalidad jurídica independiente
del Estado.
Desde 1981, la Empresa Nacional del Petróleo se encuentra organizada como un Grupo de
Empresas en la Línea de Negocios de Refinación (Concón, RPC), Logística y Comercialización Petrox S.A., RPC S. A. y Emalco S.A.- y la Línea de Negocios de Exploración y Producción - bajo
la que opera nuestra filial internacional Sipetrol S.A. Paralelamente despliega sus actividades en
la Zona Austral del país ENAP Magallanes.
Combustión de Hidrocarburos
Impacto Ambiental
Se ha estimado que un 80% de los contaminantes que recibe la atmósfera provienen de la
combustión de sustancias fósiles, carbón y gas natural. Por lo tanto, el impacto ambiental de la
combustión de hidrocarburos es el más relevante y el que mayores consecuencias tiene en el
deterioro de la vida en el planeta.
La combustión completa de un hidrocarburo (HC) sólo genera dióxido de carbono y vapor de
agua. Si su combustión es incompleta, se genera toda una gama de productos hidrocarbúricos
con estados de oxidación intermedios.
CO
HC
C (hollín)
COV (comp. org. volátiles)
Como en los hidrocarburos también hay azufre, su combustión genera:
R – S- R‘
2
→
O
SO2 + otros
Por otra parte, el calor de combustión puede ser muy elevado, hecho que induce la reacción
de los componentes del aire, nitrógeno y oxígeno, para formar monóxido y dióxido de nitrógeno.
N 2 + O2

→
2 NOX
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(x = 1 ó 2)

8. Estas reacciones son denominadas primarias, porque ocurren directamente en la
combustión, dan origen a contaminantes que se encuentran en la troposfera junto con partículas
tales como polvo del suelo, sales, hollín, carboncillo o cenizas. Estas partículas pueden servir
como base para que sobre ellas se catalicen reacciones posteriores, las reacciones secundarias,
muchas de ellas ayudadas por la energía luminosa radiante, cuyo componente ultravioleta (Euv) es
el más energético.
Desde el punto de vista de la agresión ambiental, la reacción secundaria más importante es
la formación troposférica de ozono. El dióxido de nitrógeno (NO2) se descompone por la luz
ultravioleta formando monóxido de nitrógeno (NO) y oxígeno atómico; este último reacciona con
oxígeno molecular para formar ozono (O3):
Euv
→

NO2
NO + O

→
O2 + O
O3
El O3 posee vida corta debido a que puede reaccionar con NO para regenerar NO2 , el que
vuelve al estado original:
NO + O3

→
NO2 + O2
Sin embargo, este ciclo se puede romper por la acción de otros contaminantes, por ejemplo
los compuestos orgánicos volátiles (COV), que también oxidan al NO y evitan así que éste
reaccione con el ozono para descomponerlo. Los COV, principalmente hidrocarburos, reaccionan
con el oxígeno del aire en presencia de la luz ultravioleta para dar radicales libres:
R–R
+
O2

→
R–O–O•
hidrocarburo
(COV)
radical
peróxido
+
• R’
radical
hidrocarbúrico
Desafortunadamente, el radical libre peróxido, al oxidar el NO a NO2, contribuye el aumento del
O3 en la troposfera:
R – O – O•
+ NO

→
NO2 + R – O•
Los óxidos de nitrógeno junto a los de azufre provocan un fenómeno aún más complejo
para la biosfera. En contacto con agua generan los respectivos ácidos, que por cierto, caen en
forma de lluvia, matando y degradando cultivos, y oxidando cuanta estructura esté a su paso.
Si bien es cierto, el petróleo es una lastimosa forma de energía, con sentido común y un
poco de respeto por el lugar que habitamos, muchos de los graves problemas que nos afectan se
podrían, al menos aminorar. El petróleo es por hoy nuestra principal forma de energía, pero en
ningún caso se debiera transformar en nuestro enemigo mortal...no olvidemos que el progreso
debe ir de la mano con la conservación del entorno.
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9. TEST EVALUACIÓN MÓDULO 10
1.
La empresa petrolera chilena que produce, refina y comercializa hidrocarburos es
A) CORFO.
B) ENAMI.
C) CODELCO.
D) ENAP.
E) OPEP.
2.
En relación al petróleo es incorrecto afirmar que
A) flota en el agua porque es menos denso.
B) es un fluido espeso cuyo color varía bastante dependiendo de su composición.
C) es un recurso energético renovable.
D) etimológicamente significa “aceite de roca”.
E) de él se obtiene el gas natural.
3.
Los tres elementos de mayor presencia en el petróleo son
A) carbono, hidrógeno y plomo.
B) carbono, azufre y oxígeno.
C) carbono, hidrógeno y azufre.
D) carbono, oxígeno y plomo.
E) carbono, oxigeno y nitrógeno.
4.
La única forma de estar seguro de la existencia de un yacimiento de petróleo es por el
método
A) gravimétrico.
B) resonancia magnética.
C) del sondeo.
D) sísmico.
E) geología de superficie.
5.
Con respecto al origen del petróleo, se puede afirmar que
A) es de origen orgánico y sedimentario.
B) es de origen inorgánico.
C) es de origen mineral y metálico.
D) sólo se forma en los fondos marinos.
E) primero se forma metano y luego éste en petróleo.
6.
Los hidrocarburos parafínicos son
A) los que presentan una proporción elevada de hidrocarburos saturados.
B) los compuestos sulfurados.
C) hidrocarburos cíclicos.
D) compuestos oxigenados.
E) compuestos aromáticos.
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10. 7.
En relación al gas natural es correcto afirmar
A) está formado principalmente por hidrocarburos de 5 y 7 carbonos
B) siempre se encuentra como gas asociado
C) sus orígenes son distintos al petróleo
D) no existe en los yacimientos
E) es petróleo en estado gaseoso
8.
El petróleo contiene una gran variedad de componentes, pero en todas las variedades de
petróleo encontramos
A) compuestos cíclicos.
B) compuestos sulfurados.
C) compuestos aromáticos.
D) hidrocarburos parafínicos.
E) compuestos oxigenados.
9.
El barril de petróleo se utiliza como unidad comercial y contiene
A) 100 Litros.
B) 290 Litros.
C) 160 Litros.
D) 140 Litros.
E) 260 Litros.
10.
El índice de octanaje es una medida de la calidad de la gasolina para motor. El índice 100 se
le asigna al hidrocaburo llamado
A) n-octano.
B) n-heptano.
C) isoctano.
D) 2- metil heptano.
E) 2,2,4 trimetil butano.
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