Este documento trata sobre la industria del petróleo. Explica que el petróleo se ha utilizado históricamente como la principal fuente de energía y aún cubre casi el 40% de la demanda mundial de energía primaria. Describe el origen del petróleo, la evolución del consumo de reservas petrolíferas, y la composición química básica del petróleo crudo.

1. Industria del petróleo
Generalidades
I. Q. Msc. Diana Catalina Moreno

2. Contenido
• Introducción
• Origen del petróleo
• Evolución del consumo de reservas
petrolíferas.
• Composición química

3. Introducción
• La palabra petróleo
significa “Aceite de
piedra” o “Aceite de
roca” y por tal nombre
se entiende la mezcla
de hidrocarburos
saturados en estado
sólido, líquido o
gaseoso que se
encuentran en
yacimientos naturales.

4. • El petróleo ha sido la principal fuente de
energía en este siglo. Hasta el ano 1960, mas
del 55% de la demanda mundial de energía
era cubierta por el petróleo. Hoy, a pesar de
los grandes esfuerzos realizados para utilizar
otras fuentes alternativas de energía, todavía
el petróleo cubre casi el 40% de la demanda
mundial de energía primaria.

5. • La industria petroquímica creció
espectacularmente en la segunda mitad del
siglo pasado, al fijar los productos derivados
del petróleo como fuente de multitud de
productos químicos orgánicos, mas de tres
mil.

6. Las 20 mayores compañías petroleras mundiales
1 Exxon mobil 11 Gazprom
2
Royal Dutch
Shell 12 Valero Energy
3 BP 13 Statoil
4 Chevron 14 Petrobras
5 Total 15 Lukoil
6 ConocoPhilips 16 Repson YPF
7 Sinopec 17 Petronas
8
China National
Petroleum 18 Marathon Oil
9 ENI 19 Indian Oil
10 Pemex 20 Nippon Oil

7. Materias primas de partida
Petróleo Gas Natural
Pizarras
Bituminosas

8. Petróleo
• El petróleo es un compuesto formado
mayoritariamente por hidrocarburos. Es un
combustible orgánico y de origen fósil creado
a través de la transformación de materia
orgánica procedente de zooplancton y algas,
que se acumuló en grandes cantidades en los
fondos marinos. Este proceso se lleva a cabo
sin oxigeno y que posteriormente enterrados
bajo pesadas capas de sedimentos.

9. Gas natural
• El gas natural es un hidrocarburo gaseoso,
realmente una mezcla de gases, formado
principalmente por metano y una proporción
variable de nitrógeno, dióxido de carbono,
etano, propano, butano, mercaptanos y trazas
de hidrocarburos mas pesados. Estos
componentes varían en función de los
yacimientos en los que se encuentre.

10. Pizarras bituminosas
• Las pizarras bituminosas son rocas homogéneas,
de grano fino, comúnmente de color negro
azulado, opacas y tenaces que se separan con
facilidad en hojas delgadas y planas. En ellas
pueden distinguirse dos partes bien
diferenciadas. Una parte inorgánica (60-80 % p/p)
compuesta principalmente por arcillas, calizas,
feldespatos y piritas y otra orgánica (10-30 % p/p)
formada por largas cadenas de hidrocarburos (80-
85 % C y 12-15 % H) junto a compuestos de
oxigeno, nitrógeno y azufre.

11. Origen del petróleo
ORIGEN
VOLCÁNICO
• Se habría formado a partir de la actividad volcánica hace
miles de años.
ORIGEN
QUÍMICO
• El petróleo y el gas natural serían producto de la mezcla y
reacción de una o varias sustancias minerales con el agua del
mar.
ORIGEN
ORGÁNICO
• El Petróleo y gas natural son combustibles fósiles que se
habrían formado hace millones de años, por la acumulación
de restos animales y vegetales que se fueron acumulando en
el fondo del océano.

12. RESERVAS PETROLÍFERAS

14. COMPOSICIÓN QUÍMICA

15. Composición elemental
Elementos Masa (%)
Carbono (C) 84-87
Hidrogeno (H) 11-14
Azufre (S) 0-2
Nitrógeno (N) 0.2

16. Densidad
Tipo de crudo
Densidad en
(g/cc)
Densidad °API
Extrapesado > 1.0
10
Pesado 1.00-0.92 10.0-22.3
Mediano 0.92-0.87 22.3-31.1
Ligero 0.87-0.83 31.1-39
Superligero <0.83 >39

17. °API (American Petroleum Institute)
• También llamada gravedad API, corresponde a una
función especial de la densidad relativa (gravedad
específica) a 60/60º F:
• Esta determinación es aplicable al petróleo crudo,
productos de petróleo o mezclas de productos del
petróleo y no petrolíferos manejados como líquidos,
que tengan una presión de vapor Reid de 26 lb o
menos.

18. Contenido de azufre
• Los compuestos de azufre reducen la calidad
de los productos petrolíferos debido a su
corrosividad y generación de gases
contaminantes durante su combustión. Al
crudo con alto contenido relativo de azufre
(mayor al 0.5%w) se le conoce como crudo
amargo y al de menor contenido, crudo dulce.

19. Punto de escurrimiento
• El punto de escurrimiento es la temperatura
más baja expresada como múltiplo de 3°C
(5°F), a lo cual se observa fluir la muestra
cuando es enfriada bajo condiciones
especificadas. Este parámetro da una idea del
contenido de parafinas presente en la
muestra: los naftenos tienen menor punto de
fluidez y las parafinas mayor.

20. Clasificación por base
a. Base parafínica: Se encuentran generalmente en
Pensilvana, West Virginia y centro de Estados Unidos.
b. Base nafténica: o cicloparafínicos: Generalmente contienen
gran proporción de fracciones volátiles. Se encuentran
generalmente en Perú, California y Golfo de México.
c. Base asfáltica: Contienen gran cantidad de azufre y una
cantidad relativamente alta de alquitrán y asfalto. Se pueden
encontrar en México, Venezuela, California y el Caribe.
d. Base mixta: Ciertos crudos tienen tan parejos los
contenidos de nafta, parafinas y asfaltos que resulta imposible
clasifcarlos en una sola de estas clases, ejemplos son: Kansas,
Oklahoma y Texas.

21. Clasificación por base
Ningún crudo es realmente netamente nafténico,
asfáltico o parafínico en su composición química,
sino que contienen proporciones de los otros tipos,
caracterizándose por la predominancia del
compuesto en mayoría.
La clasifcación de los crudos según el factor Kw se
considera:
• Base parafínica: Kw > 12.2
• Intermedio 12.2 ≥ Kw ≥ 1.45
• Base nafténica 10.5≤ Kw< 1.5
• Base aromática Kw< 10.5

22. Parafinas
Son alcanos saturados cuya estructura molecular
es prácticamente lineal. Su formula química es
CnH2n+2 , donde n>20
CH3 - CH2 - (CH2)R- CH3
Siendo R la longitud de la cadena, que varía
aproximadamente de 17 a 57. Sus pesos
moleculares están comprendidos entre los 280 y
840.

23. Isoparafinas
Son hidrocarburos saturados
(alcanos) en cuya estructura
molecular predominan las
cadenas ramificadas. Estas
ramificaciones están
principalmente constituidas por
radicales lineales, C1-C6, o bien
ciclos de 5 ó 6 carbonos.
El esquema que se presenta a
continuación es una
simplificación de la estructura
química de estas moléculas,
referido a radicales de tipo
lineal.

24. Punto de ebullición
• El punto de ebullición aumenta con el tamaño del
alcano porque las fuerzas intramoleculares atractivas
(fuerzas de Van Der Waals y de London) son más
efectivas cuanto mayor es la superficie de la molécula.
Parafinas
• En el caso de los alcanos ramificados, éstos presentan
un punto de ebullición más bajo que el del los lineales
con el mismo número de átomos de carbono. Esta
diferencia se debe a que los alcanos ramificados son
más compactos, con menos área superficial para las
interacciones por fuerzas de London.
Iso
parafinas

25. Isómeros C5 H12 Punto de ebullición
36.1°C
27.8°C
9.5°C

26. Punto de fusión
El punto de fusión también aumenta con el tamaño del
alcano por la misma razón. Los alcanos con número de
carbonos impar se empaquetan peor en la estructura
cristalina y poseen puntos de ebullición un poco
menores de lo esperado.
La ramificación de un alcano da lugar a una estructura
tridimensional sólida más compacta en la que las
moléculas pueden empaquetarse más fácilmente,
incrementando el punto de fusión.

27. Solubilidad y densidad
Los alcanos son apolares, por lo que se disuelven
en disolventes orgánicos apolares o débilmente
polares. Se dice que son hidrofóbicos (repelen el
agua) ya que no se disuelven en agua. En lo que
se refiere a la densidad, cuanto mayor es el
número de carbonos las fuerzas intermoleculares
son mayores y la cohesión intermolecular
aumenta, resultando en un aumento de la
proximidad molecular y, por tanto, de la
densidad.

28. Solubilidad y densidad

29. Olefinas
Olefina es el término químico antiguo todavía
muy utilizado en la industria para nombrar a
los alquenos (denominación IUPAC)
Las olefinas son hidrocarburos que contienen
al menos un enlace doble

30. Propiedades físicas
Estado físico:
◦ Gases: etileno a butenos (C2 a C4)
◦ Líquidos: pentenos a 1-octadeceno (C5 a C18)
◦ Sólidos: Igual o superiores a C19
Densidad: de 0,63 a 0.79 g/cm3
• Insolubles en agua y solubles en la mayor parte
de los disolventes orgánicos: Alcoholes, éteres e
hidrocarburos aromáticos.

31. Naftinas (cicloalcanos)
• Los cicloalcanos son alcanos que contienen
anillos de átomos de carbono. Muchos
compuestos orgánicos presentes en la naturaleza
son cíclicos, por ejemplo los monoterpenos, con
10 átomos de carbono, están presentes en
muchas esencias de las plantas.

32. Propiedades físicas

33. Punto de ebullición

34. Punto de Fusión

35. Densidad

36. Compuestos azufrados

37. Referencias
• Austin, G. T., Espinoza Rubio, M. E., Guerra de Monjarás, C., Sánchez
Herzberger, J., & Viesca Murie, R. (1988). Manual de procesos
químicos en la industria. México: McGraw-Hill.
• Iglesias, E. P. (2009). Petróleo y gas natural: Ediciones Akal.
• Mario, G. R., & Eugenio, M. C. (2013). Ingeniería química: UNED.
• MIRANDA, M. P. C. (2008). Química Orgánica: Universidad Nacional
de Educación a Distancia.
• Ortuño, Á. V. (1999). Introducción a la química industrial: Reverté.
• Weininger, S. J., & Stermitz, F. R. (1988). Química orgánica: Reverté.
• William C. Lyons, P. D. P. E., & Gary J Plisga, B. (2011). Standard
Handbook of Petroleum and Natural Gas Engineering: Elsevier
Science.