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PROPIEDADES DE LOS
         HIDROCARBUROS Y
         COMPORTAMIENTO DE
         FASES    Guido Yánez Quintana, PhD




Gerencia General de Tecnología
CONTENIDO DEL CURSO

1.   Introducción
2.   Composición química del petróleo
3.   Propiedades físico químicas de los hidrocarburos
4.   Comportamiento cualitativo de las interfases roca-
     petroleo-agua-gas
5.   Sistemas coloidales. Emulsiones
6.   Tratamiento químico del petróleo (demulsificación,
     tratamiento antiescala, antiparafínicos, antifricción)
7.   Riesgos ambientales de la explotación del petróleo
8.   Prácticas: Pruebas de laboratorio y de campo del
     tratamiento del petroleo (al fin del curso)

     Gerencia General de Tecnología
TEMA 1.
  INTRODUCCIÓN


Gerencia General de Tecnología
¿Cómo se originó petróleo?
                                   Origen Orgánico: Hipótesis de Engler

                                   Petróleo y gas natural se habrían
                                   formado hace millones de años, por la
                                   acumulación de restos animales y
                                   vegetales que se fueron acumulando
             Origen volcánico:     en el fondo del océano. Factores:
    Se habría formado a partir     - Ausencia de aire.
de la actividad volcánica hace     - Restos de plantas y animales (sobre
              milones de años.     todo, plancton marino)
                                   - Gran presión de las capas de tierra.
                                   - Altas temperaturas.
              Origen químico:      - Acción de bacterias anaerobicas
   El petróleo y el gas natural
 serían producto de la mezcla      Las bacterias presentes habrían
   y reacción de una o varias      descompuesto esta materia muy
  sustancias minerales con el      lentamente, por la escasa cantidad de
                                   oxígeno presente en esas
                 agua del mar.     profundidades.

                                   Con el paso de tiempo, se incremento
                                   la capa de fango y sedimento sobre
                                   esta materia orgánica, aumentando la
    Gerencia General de Tecnología presión sobre ella.
Origen Orgánico: Hipótesis de
           Engler




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HIPÓTESIS CÓSMICA. Sokalov, Rusia, 1892

• Hipótesis inorgánica
• El metano se formó a
  partir de la caída de los
  meteoritos durante la
  formación de la tierra
• En los meteoritos se han
  encontrado mas de 40
  tipos de HC, similares al
  keroseno
• La atmósfera de otros
  planetas tienen metano
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¿Qué es el petróleo crudo?
• Es un recurso natural no renovable
  y actualmente también es la principal
  fuente de energía en los países
  desarrollados. El petróleo líquido
  puede presentarse asociado a capas
  de gas natural, en yacimientos que
  han    estado   enterrados   durante
  millones de años, cubiertos por los
  estratos superiores de la corteza
  terrestre.
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¿Qué es el petróleo crudo?
 El petróleo crudo es una mezcla compleja de
  químicos orgánicos, hidrocarburos en su
  mayoría.
 Los hidrocarburos son compuestos
  orgánicos formados como dice su nombre
  por hidrógeno y carbono (H y C)




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¿Dónde se encuentra?


-   El petróleo, junto con el gas natural, se
    encuentra en los intersticios de rocas
    porosas (caliza o areniscas), en los
    estratos superiores de la corteza
    terrestre, aprisionados por rocas no
    porosas. Las aguas comprimen al
    petróleo que queda sobre ellas por su
    menor densidad.
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¿Qué es el gas natural?

• El gas natural es una fuente de energía no
  renovable formada por una mezcla de gases que
  se encuentra frecuentemente en yacimientos
  fósiles, no-asociado (solo), disuelto o asociado
  con (acompañando al) petróleo o en depósitos de
  carbón
• Aunque su composición varía en función del
  yacimiento del que se extrae, está compuesto
  principalmente por metano en cantidades que
  comúnmente pueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el
  gas no-asociado del pozo West Sole en el Mar del
  Norte), y suele contener otros gases como
  nitrógeno, CO2,Tecnología
    Gerencia General de
                        H2S, helio y mercaptanos.
Gerencia General de Tecnología   Fuente Preceptor
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COMPUESTOS ORGANICOS


 Se conoce mas de 9 millones de compuestos
  orgánicos    y   aproximadamente     500.000
  compuestos inorgánicos
 Antes se refería a los compuestos que
  contienen     carbono y presentes o son
  producidos por los organismos vivos
 Hoy se ampliado el concepto: se sintetizan
  compuestos orgánicos a partir de inorgánicos
  (cianato de potasio + cloruro de amonio = la
  urea)


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CARACTERISTICAS DE LAS
 MOLECULAS ORGANICAS
                          hibridación
• Tetravalencia: s2p2                    s p x py pz
                              400 kJ/mol
  (enlaces muy fuertes, se desprenden 830 kJ/mol al formar 2
  enlaces C–H)
• Las moléculas orgánicas poseen tres tipos de
  hibridaciones
  sp3, alcanos, tetrahédrica, 109.5º
  sp2 , aquenos, trigonal planar, 120º
  sp , alquinos, lineal, 180º



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CARACTERISITICAS DE LAS
   MOLECULAS ORGANICAS
• Electronegatividad intermedia. Enlace covalente con
metales . como con no metales
• Los carbonos forman enlaces estables con los átomos
  de H, O, S.
• Las cadenas de carbono pueden ser lineales,
  ramificadas y formando anillos.
• Los triples enlaces son mas fuertes que los dobles
  enlaces y mas fuertes que los enlaces simples.
• La longitud entre C-C es mayor que C=C y mayor que
  carbono-carbono triple enlace




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La química del carbono o química orgánica, estudia todas aquellas
 sustancias en cuyas moléculas toma parte el carbonoLos átomos de
 carbono, tienen mucha facilidad para unirse entre sí y formar
 cadenas muy variadas. Todos sus átomos forman siempre cuatro
 enlaces covalentes


   H H H H H
     | | | | |                                   Cadena abierta
 H-C-C-C-C-C-H                                   ramificada
    | |  | | |
   
   H H H H H
                                           H H
                                        H C     H
      Cadena abierta
                                         C    C
      lineal
                                      H C C H
                                        H      H
                                          H H


                         Cadena cerrada: ciclo      18
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TIPOS DE ENLACES




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CARACTERISITICAS DE LAS
   MOLECULAS ORGANICAS

• El C y el H tienen electronegatividades
  similares, por lo tanto, el enlace C-H son no-
  polares.
• Los compuestos que poseen enlaces C-C y C-H
  son termodinámica y cinéticamente estables.




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SOLUBILIDAD Y PROPIEDADES

• Los hidrocarburos son no-polares y son
  solubles en solventes no-polares y muy poco
  solubles en agua.
• Los compuestos orgánicos solubles en agua
  poseen grupos funcionales tales como: -OH,
  -COOH, - CHO.




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    Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más
    sencillos, y solo contienen átomos de carbono e hidrógeno

                   H I D R O CAR B U R O S


                         Alifáticos           Aromáticos


      Saturados                       Insaturados


         Alcanos              Alquenos         Alquinos
                                                22
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PROPIEDADES DE LOS
           HIDROCARBUROS
• Punto de fusión: Bajo, se incrementa al
  aumentar su peso molecular.
• Solubilidad: Insolubles en agua la gran mayoría,
  pero    solubles   en    disolventes  orgánicos.
  Compuestos polares, de bajo peso molecular y
  formadores de puentes de hidrógeno son solubles
  en agua: sales orgánicas, alcoholes
• Densidad: pesan menos que el agua
• Inflamabilidad: son inflamables


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Punto de fusión
Temperastura




                                                 Punto de ebullición




                                Número de carbonos
               Gerencia General de Tecnología
 Alifáticos: cadenas abiertas
 Alicíclicos: cadenas cerradas
 Fórmulas estructurales y geométricas
 Carbono (6): cuatro enlaces por efecto de la
  hibridación sp3
 Saturados con hidrógeno
 Cadenas lineales (alcanos nornales) y
  ramificadas (isoalcanos)


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Alcanos
                                 Isómeros estructurales




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PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS


•    C1-C4 (gases), C5-C16 (líquidos), <C17 (sólidos)
•    Incoloros, indoros, insaboro
•    Insolubles en agua
•    Menos densos que el agua
•    Combustión: CO2 y agua




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•    Nomenclatura: ciclo-----ano
•    Estructura cíclica (formando anillos)
•    Fuente natural: petróleo de California
•    Los cicloalcanos se convierten en aromáticos
     mediante reformado catalítico




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 Estructura: hibridación sp2
 Enlace doble covalente, enlace pi
 Propiedades similares a los alcanos: insolubles en agua,
  solubles en líquidos no polares, menos densos del agua, al
  aumentar el peso molecular aumenta el punto de ebullición
 Fuente industrial: craqueo catalítico
 Principales productos: etileno, propileno
 Usos: políetileno, polipropileno, producción de etanol,
  caucho, PVC, sarán, Teflón, orlón.terpenos, vitamina A,
  betacarotenos


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 Estructura del triple enlace C-C: hibridación sp
 Nomenclatura: …..ino
 Propiedades físicas similares a los alcanos,
  alquenos y cicloalcanos: insolubles en agua,
  solubles en disolventes no polares, Pe. superior
  al correspondiente alcano y alquenos.
 Aplicaciones: acetileno, fungicidas, reguladores
  del crecimiento de las plantas, inhibidores de la
  corrosión de los metales.

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 Sustancias similares al benceno en su
  comportamiento químico.
 El anillo bencénico: estructura atómica plana,
  simétrica y resonante. A ello se debe su
  estabilidad
 Hibricación sp2.
 Carácter aromático: anillo bencénico, insaturados
 Nomenclatura: Base benceno: metil benceno,
  etilbenceno, propilbenceno, etc


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HIDROCARBUROS AROMÁTICOS: EL BENCENO
          H
H         C         H        Molécula de benceno
                                   (C6H6)
    C           C
                            El círculo central representa tres
    C           C            enlaces dobles entre átomos de
                             carbono, es decir, 6 electrones, que no
H        C          H        se    encuentran      localizados    en
                             posiciones fijas
         H
                                                        Nube “” común




                                        Esqueleto “”


        Hibridación sp2 del benceno. Nube electrónica “”
                                                 39
    Gerencia General de Tecnología
 PROPIEDADES FISICAS: No polares e insolubles
  en agua
 FUENTE NATURAL: El petróleo, la hulla
 FUENTE INDUSTRIAL: Reformado catalítico,
  craqueo y platforming.
 APLICACIONES: Solventes, naftalina, colorantes,
  detergentes, materia prima para síntesis orgánica
  de colorantes, fármacos.



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HIDROCARBUROS AROMATICOS POLICICLICOS,
                HAP´s




   Gerencia General de Tecnología
DISTRIBUCION DE LOS HAP´S




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ASFALTENOS

Los asfaltenos del petróleo son hidrocarburos
que presentan una estructura molecular
extremadamente compleja, los cuales están
conformados por diferentes proporciones de
nitrógeno, azufre y oxígeno.




Estos compuestos ocasionan diversos problemas como el
bloqueo de tuberías de extracción y transporte de crudo,
reducción de su aprovechamiento económico y contaminación
de los ecosistemas.
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TEMA 2.
COMPOSICIÓN QUIMICA DEL
      PETROLEO




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Composición elemental del petróleo


 ELEMENTOS                            PORCENTAJE, % masa

 Carbono                                83 – 87


 Hidrógeno                              12 – 14


 Azufre                                  0–4
 Nitrógeno                               0,2
 Metales (V, Ni, Fe, Mo, Co, Cr,      0.02 – 0.03
 Cu. Mn, Pb, Ga, Ag, Ti, Na, K, Ba)



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COMPOSICIÓN QUIMICA DEL PETROLEO
• Alcanos (parafinas)
• Cicloalcanos (naftenos)
• Compuestos aromáticos (derivados del
  benceno)
• Hidrocarburos aromáticos policíclicos
• Componentes minerales
• Compuestos heteroatómicos
  – Compuestos oxigenados
  – Compuestos azufrados
  – Compuestos nitrogenados
• Asfaltenos
• Resinas
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PETROLEO                               FRACCION             Atomos de     Intervalo de

Es una sustancia
                                         INICIAL               C           ebullición
                                     SUBFRACCIONES
compleja y de                            Gas ligero         C 1 -C 5         a - 20
composición química                  A Metano y Etano       C1 - C 2          Gas
variable.                                B Olefinas         C2 - C4
                                     C Propano y Butano     C3 - C 4
Está compuesto,                           Gasolina          C 5 - C 10      20 - 200

principalmente, por una               A Eter de petróleo    C 5 - C6        30 - 60

mezcla de                                B Ligroína         C 6-C 8         60 - 100

hidrocarburos y algunos                   C Naftas          C 8 - C 11     100 - 200

compuestos orgánicos                     Queroseno          C 12 - C 16    200 - 300

de oxígeno, azufre y
                                     Aceite combustible     C 15 - C 18    280 - 380

nitrógeno
                                     Aceites lubricantes    C 16 - C 20
                                     Petrolato o vaselina   C 18 - C 22
                                       Parafina sólida      C 20 - C 30   p.f. 50 - 60
Los distintos                    Cera microcristalina C 30 - C 50         p.f. 50 - 60
compuestos se separan                      Asfalto          Muchos
mediante destilación                 Carbón de Petróleo     Muchos
fraccionada
    Gerencia General de Tecnología
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Productos del crudo


                   Productos ligeros         Número de
                                             Carbonos
                                               3-4
                              GLP              5 - 10
Crudo                       Gasolinas         12 - 18
                            Querosenos
                                              18 - 24
                            Gasóleos
                                              24 - 40
                          Lubricantes
                                              24 - ~300
                          Fuél óleo pesado
                                             ~40 - ~300
                            Betún

                     Productos pesados
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Propiedades de los productos


     Número de Carbonos                         Punto de
                                                ebullición (°C)
     3-4                                       -10 - 15
     5 - 10                        GLP          15 - 150
                              Gasolina
    12 - 18                                    150 - 260
                              Queroseno
    18 - 24                                    230 - 370
                              Gasóleos
    24 - 40                                    370 - 525
                            Lubricantes
    24 - ~300                                  370 -
                            Fuel óleo pesado
   ~40 - ~300                                  525 -
                              Betún




  Gerencia General de Tecnología
Fracción         Composición         Int. De Punto        Usos
                                        de Ebullición

  Gas natural         C1 – C4            161a20ºC        Combustible

    Éter de            C5 – C6           30 a 60 ºC       Disolvente
    petróleo

    Ligroína             C7              20 a 135 ºC      Disolvente


   Gasolina           C6 – C12           30 a 180 ºC    Comb. Motores



  Querosene           C11 – C16         170 a 290 ºC    Comb.mot.,dom.



Combustóleo           C14 – C18         260 a 350 ºC    Calef., calderas


     Aceite           C15 – C24         300 a 370 ºC      Lubricantes
   lubricante


    Asfalto             C22 -            350 y más       Construcción



       Gerencia General de Tecnología
Gerencia General de Tecnología
120

                        Variedad de crudos
100


 80


 60                                                           Gas y Gasolina
                                                              Queroseno
 40
                                                              Gasóleo

 20                                                           Destilado de vacío
                                                              Betún (pen 200)
  0
        Vittorio




                                           Kuwait




                                                                               Gippsland
                                Safaniya




                                                    Iran LT



                                                                  Qatar
                   Bachaquero




      Gerencia General de Tecnología
Destilación atmosférica

                                       Condensador
                                       de agua
             125 °C                           Gas
             150 °C                          Gasolina


             165 °C                   Queroseno
             250°C
             300 °C                   Gasóleo
Crudo

Pre-calentado
             280 °C

                                       Residuo atmosférico
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                                          Condensador
                     46 °C                de agua
                                                   Vacío




                                              }
                110 °C

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                260°C                                 de vacío
                340 °C


Residuo
atmosférico  385 °C
precalentado                      350 °C
                                  (525 °C) Residuo de vacío
                                          (Base para betunes)
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Producción mundial de petróleo




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Reservas a nivel mundial




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PRODUCCIÓN DE PETROLEO EN ECUADOR

140


120


100


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 60


 40


 20


  0
           2008                           2009                 2010              2011


           Producción total, millones barriles            Petroecuador               Privada

      Produccion petrolera                       2008   2009          2010     2011
      Producción     total,      millones
      barriles                                   124    120              117   121
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Introduccion a Propiedades de Hidrocarburos

  • 1. PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS Y COMPORTAMIENTO DE FASES Guido Yánez Quintana, PhD Gerencia General de Tecnología
  • 2. CONTENIDO DEL CURSO 1. Introducción 2. Composición química del petróleo 3. Propiedades físico químicas de los hidrocarburos 4. Comportamiento cualitativo de las interfases roca- petroleo-agua-gas 5. Sistemas coloidales. Emulsiones 6. Tratamiento químico del petróleo (demulsificación, tratamiento antiescala, antiparafínicos, antifricción) 7. Riesgos ambientales de la explotación del petróleo 8. Prácticas: Pruebas de laboratorio y de campo del tratamiento del petroleo (al fin del curso) Gerencia General de Tecnología
  • 3. TEMA 1. INTRODUCCIÓN Gerencia General de Tecnología
  • 4. ¿Cómo se originó petróleo? Origen Orgánico: Hipótesis de Engler Petróleo y gas natural se habrían formado hace millones de años, por la acumulación de restos animales y vegetales que se fueron acumulando Origen volcánico: en el fondo del océano. Factores: Se habría formado a partir - Ausencia de aire. de la actividad volcánica hace - Restos de plantas y animales (sobre milones de años. todo, plancton marino) - Gran presión de las capas de tierra. - Altas temperaturas. Origen químico: - Acción de bacterias anaerobicas El petróleo y el gas natural serían producto de la mezcla Las bacterias presentes habrían y reacción de una o varias descompuesto esta materia muy sustancias minerales con el lentamente, por la escasa cantidad de oxígeno presente en esas agua del mar. profundidades. Con el paso de tiempo, se incremento la capa de fango y sedimento sobre esta materia orgánica, aumentando la Gerencia General de Tecnología presión sobre ella.
  • 5. Origen Orgánico: Hipótesis de Engler Gerencia General de Tecnología
  • 6. HIPÓTESIS CÓSMICA. Sokalov, Rusia, 1892 • Hipótesis inorgánica • El metano se formó a partir de la caída de los meteoritos durante la formación de la tierra • En los meteoritos se han encontrado mas de 40 tipos de HC, similares al keroseno • La atmósfera de otros planetas tienen metano Gerencia General de Tecnología
  • 7. ¿Qué es el petróleo crudo? • Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. Gerencia General de Tecnología
  • 8. ¿Qué es el petróleo crudo?  El petróleo crudo es una mezcla compleja de químicos orgánicos, hidrocarburos en su mayoría.  Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados como dice su nombre por hidrógeno y carbono (H y C) Gerencia General de Tecnología
  • 9. ¿Dónde se encuentra? - El petróleo, junto con el gas natural, se encuentra en los intersticios de rocas porosas (caliza o areniscas), en los estratos superiores de la corteza terrestre, aprisionados por rocas no porosas. Las aguas comprimen al petróleo que queda sobre ellas por su menor densidad. Gerencia General de Tecnología
  • 10. ¿Qué es el gas natural? • El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fósiles, no-asociado (solo), disuelto o asociado con (acompañando al) petróleo o en depósitos de carbón • Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el gas no-asociado del pozo West Sole en el Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2,Tecnología Gerencia General de H2S, helio y mercaptanos.
  • 11. Gerencia General de Tecnología Fuente Preceptor
  • 12. Gerencia General de Tecnología
  • 13. Gerencia General de Tecnología
  • 14. Gerencia General de Tecnología
  • 15. COMPUESTOS ORGANICOS  Se conoce mas de 9 millones de compuestos orgánicos y aproximadamente 500.000 compuestos inorgánicos  Antes se refería a los compuestos que contienen carbono y presentes o son producidos por los organismos vivos  Hoy se ampliado el concepto: se sintetizan compuestos orgánicos a partir de inorgánicos (cianato de potasio + cloruro de amonio = la urea) Gerencia General de Tecnología
  • 16. CARACTERISTICAS DE LAS MOLECULAS ORGANICAS hibridación • Tetravalencia: s2p2 s p x py pz 400 kJ/mol (enlaces muy fuertes, se desprenden 830 kJ/mol al formar 2 enlaces C–H) • Las moléculas orgánicas poseen tres tipos de hibridaciones sp3, alcanos, tetrahédrica, 109.5º sp2 , aquenos, trigonal planar, 120º sp , alquinos, lineal, 180º Gerencia General de Tecnología
  • 17. CARACTERISITICAS DE LAS MOLECULAS ORGANICAS • Electronegatividad intermedia. Enlace covalente con metales . como con no metales • Los carbonos forman enlaces estables con los átomos de H, O, S. • Las cadenas de carbono pueden ser lineales, ramificadas y formando anillos. • Los triples enlaces son mas fuertes que los dobles enlaces y mas fuertes que los enlaces simples. • La longitud entre C-C es mayor que C=C y mayor que carbono-carbono triple enlace Gerencia General de Tecnología
  • 18. La química del carbono o química orgánica, estudia todas aquellas sustancias en cuyas moléculas toma parte el carbonoLos átomos de carbono, tienen mucha facilidad para unirse entre sí y formar cadenas muy variadas. Todos sus átomos forman siempre cuatro enlaces covalentes H H H H H | | | | | Cadena abierta H-C-C-C-C-C-H ramificada | | | | |  H H H H H H H H C H Cadena abierta C C lineal  H C C H H H H H Cadena cerrada: ciclo 18 Gerencia General de Tecnología
  • 19. TIPOS DE ENLACES Gerencia General de Tecnología
  • 20. CARACTERISITICAS DE LAS MOLECULAS ORGANICAS • El C y el H tienen electronegatividades similares, por lo tanto, el enlace C-H son no- polares. • Los compuestos que poseen enlaces C-C y C-H son termodinámica y cinéticamente estables. Gerencia General de Tecnología
  • 21. SOLUBILIDAD Y PROPIEDADES • Los hidrocarburos son no-polares y son solubles en solventes no-polares y muy poco solubles en agua. • Los compuestos orgánicos solubles en agua poseen grupos funcionales tales como: -OH, -COOH, - CHO. Gerencia General de Tecnología
  • 22. Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más sencillos, y solo contienen átomos de carbono e hidrógeno H I D R O CAR B U R O S Alifáticos Aromáticos Saturados Insaturados Alcanos Alquenos Alquinos 22 Gerencia General de Tecnología
  • 23. Gerencia General de Tecnología
  • 24. PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS • Punto de fusión: Bajo, se incrementa al aumentar su peso molecular. • Solubilidad: Insolubles en agua la gran mayoría, pero solubles en disolventes orgánicos. Compuestos polares, de bajo peso molecular y formadores de puentes de hidrógeno son solubles en agua: sales orgánicas, alcoholes • Densidad: pesan menos que el agua • Inflamabilidad: son inflamables Gerencia General de Tecnología
  • 25. Punto de fusión Temperastura Punto de ebullición Número de carbonos Gerencia General de Tecnología
  • 26.  Alifáticos: cadenas abiertas  Alicíclicos: cadenas cerradas  Fórmulas estructurales y geométricas  Carbono (6): cuatro enlaces por efecto de la hibridación sp3  Saturados con hidrógeno  Cadenas lineales (alcanos nornales) y ramificadas (isoalcanos) Gerencia General de Tecnología
  • 27. Gerencia General de Tecnología
  • 28. Gerencia General de Tecnología
  • 29. Gerencia General de Tecnología
  • 30. Alcanos Isómeros estructurales Gerencia General de Tecnología
  • 31. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS • C1-C4 (gases), C5-C16 (líquidos), <C17 (sólidos) • Incoloros, indoros, insaboro • Insolubles en agua • Menos densos que el agua • Combustión: CO2 y agua Gerencia General de Tecnología
  • 32. Nomenclatura: ciclo-----ano • Estructura cíclica (formando anillos) • Fuente natural: petróleo de California • Los cicloalcanos se convierten en aromáticos mediante reformado catalítico Gerencia General de Tecnología
  • 33. Gerencia General de Tecnología
  • 34.  Estructura: hibridación sp2  Enlace doble covalente, enlace pi  Propiedades similares a los alcanos: insolubles en agua, solubles en líquidos no polares, menos densos del agua, al aumentar el peso molecular aumenta el punto de ebullición  Fuente industrial: craqueo catalítico  Principales productos: etileno, propileno  Usos: políetileno, polipropileno, producción de etanol, caucho, PVC, sarán, Teflón, orlón.terpenos, vitamina A, betacarotenos Gerencia General de Tecnología
  • 35. Gerencia General de Tecnología
  • 36. Gerencia General de Tecnología
  • 37.  Estructura del triple enlace C-C: hibridación sp  Nomenclatura: …..ino  Propiedades físicas similares a los alcanos, alquenos y cicloalcanos: insolubles en agua, solubles en disolventes no polares, Pe. superior al correspondiente alcano y alquenos.  Aplicaciones: acetileno, fungicidas, reguladores del crecimiento de las plantas, inhibidores de la corrosión de los metales. Gerencia General de Tecnología
  • 38.  Sustancias similares al benceno en su comportamiento químico.  El anillo bencénico: estructura atómica plana, simétrica y resonante. A ello se debe su estabilidad  Hibricación sp2.  Carácter aromático: anillo bencénico, insaturados  Nomenclatura: Base benceno: metil benceno, etilbenceno, propilbenceno, etc Gerencia General de Tecnología
  • 39. HIDROCARBUROS AROMÁTICOS: EL BENCENO H H C H Molécula de benceno (C6H6) C C El círculo central representa tres C C enlaces dobles entre átomos de carbono, es decir, 6 electrones, que no H C H se encuentran localizados en posiciones fijas H Nube “” común Esqueleto “” Hibridación sp2 del benceno. Nube electrónica “” 39 Gerencia General de Tecnología
  • 40.  PROPIEDADES FISICAS: No polares e insolubles en agua  FUENTE NATURAL: El petróleo, la hulla  FUENTE INDUSTRIAL: Reformado catalítico, craqueo y platforming.  APLICACIONES: Solventes, naftalina, colorantes, detergentes, materia prima para síntesis orgánica de colorantes, fármacos. Gerencia General de Tecnología
  • 41. HIDROCARBUROS AROMATICOS POLICICLICOS, HAP´s Gerencia General de Tecnología
  • 42. DISTRIBUCION DE LOS HAP´S Gerencia General de Tecnología
  • 43. Gerencia General de Tecnología
  • 44. ASFALTENOS Los asfaltenos del petróleo son hidrocarburos que presentan una estructura molecular extremadamente compleja, los cuales están conformados por diferentes proporciones de nitrógeno, azufre y oxígeno. Estos compuestos ocasionan diversos problemas como el bloqueo de tuberías de extracción y transporte de crudo, reducción de su aprovechamiento económico y contaminación de los ecosistemas. Gerencia General de Tecnología
  • 45. TEMA 2. COMPOSICIÓN QUIMICA DEL PETROLEO Gerencia General de Tecnología
  • 46. Composición elemental del petróleo ELEMENTOS PORCENTAJE, % masa Carbono 83 – 87 Hidrógeno 12 – 14 Azufre 0–4 Nitrógeno 0,2 Metales (V, Ni, Fe, Mo, Co, Cr, 0.02 – 0.03 Cu. Mn, Pb, Ga, Ag, Ti, Na, K, Ba) Gerencia General de Tecnología
  • 47. COMPOSICIÓN QUIMICA DEL PETROLEO • Alcanos (parafinas) • Cicloalcanos (naftenos) • Compuestos aromáticos (derivados del benceno) • Hidrocarburos aromáticos policíclicos • Componentes minerales • Compuestos heteroatómicos – Compuestos oxigenados – Compuestos azufrados – Compuestos nitrogenados • Asfaltenos • Resinas Gerencia General de Tecnología
  • 48. PETROLEO FRACCION Atomos de Intervalo de Es una sustancia INICIAL C ebullición SUBFRACCIONES compleja y de Gas ligero C 1 -C 5 a - 20 composición química A Metano y Etano C1 - C 2 Gas variable. B Olefinas C2 - C4 C Propano y Butano C3 - C 4 Está compuesto, Gasolina C 5 - C 10 20 - 200 principalmente, por una A Eter de petróleo C 5 - C6 30 - 60 mezcla de B Ligroína C 6-C 8 60 - 100 hidrocarburos y algunos C Naftas C 8 - C 11 100 - 200 compuestos orgánicos Queroseno C 12 - C 16 200 - 300 de oxígeno, azufre y Aceite combustible C 15 - C 18 280 - 380 nitrógeno Aceites lubricantes C 16 - C 20 Petrolato o vaselina C 18 - C 22 Parafina sólida C 20 - C 30 p.f. 50 - 60 Los distintos Cera microcristalina C 30 - C 50 p.f. 50 - 60 compuestos se separan Asfalto Muchos mediante destilación Carbón de Petróleo Muchos fraccionada Gerencia General de Tecnología
  • 49. Gerencia General de Tecnología
  • 50. Gerencia General de Tecnología
  • 51. Productos del crudo Productos ligeros Número de Carbonos 3-4 GLP 5 - 10 Crudo Gasolinas 12 - 18 Querosenos 18 - 24 Gasóleos 24 - 40 Lubricantes 24 - ~300 Fuél óleo pesado ~40 - ~300 Betún Productos pesados Gerencia General de Tecnología
  • 52. Propiedades de los productos Número de Carbonos Punto de ebullición (°C) 3-4 -10 - 15 5 - 10 GLP 15 - 150 Gasolina 12 - 18 150 - 260 Queroseno 18 - 24 230 - 370 Gasóleos 24 - 40 370 - 525 Lubricantes 24 - ~300 370 - Fuel óleo pesado ~40 - ~300 525 - Betún Gerencia General de Tecnología
  • 53. Fracción Composición Int. De Punto Usos de Ebullición Gas natural C1 – C4 161a20ºC Combustible Éter de C5 – C6 30 a 60 ºC Disolvente petróleo Ligroína C7 20 a 135 ºC Disolvente Gasolina C6 – C12 30 a 180 ºC Comb. Motores Querosene C11 – C16 170 a 290 ºC Comb.mot.,dom. Combustóleo C14 – C18 260 a 350 ºC Calef., calderas Aceite C15 – C24 300 a 370 ºC Lubricantes lubricante Asfalto C22 - 350 y más Construcción Gerencia General de Tecnología
  • 54. Gerencia General de Tecnología
  • 55. 120 Variedad de crudos 100 80 60 Gas y Gasolina Queroseno 40 Gasóleo 20 Destilado de vacío Betún (pen 200) 0 Vittorio Kuwait Gippsland Safaniya Iran LT Qatar Bachaquero Gerencia General de Tecnología
  • 56. Destilación atmosférica Condensador de agua 125 °C Gas 150 °C Gasolina 165 °C Queroseno 250°C 300 °C Gasóleo Crudo Pre-calentado 280 °C Residuo atmosférico Gerencia General de Tecnología
  • 57. Destilación de vacío Condensador 46 °C de agua Vacío } 110 °C 185 °C Destilados 260°C de vacío 340 °C Residuo atmosférico 385 °C precalentado 350 °C (525 °C) Residuo de vacío (Base para betunes) Gerencia General de Tecnología
  • 58. Producción mundial de petróleo Gerencia General de Tecnología
  • 59. Reservas a nivel mundial Gerencia General de Tecnología
  • 60. PRODUCCIÓN DE PETROLEO EN ECUADOR 140 120 100 80 60 40 20 0 2008 2009 2010 2011 Producción total, millones barriles Petroecuador Privada Produccion petrolera 2008 2009 2010 2011 Producción total, millones barriles 124 120 117 121 Petroecuador 64 69 69 87 Privada 59 51 47 34 Precio promedio , USD 97 43 70 96 Gerencia General de Tecnología
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