Tema 8.- PROTECCION DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN.pdf
Una aproximaxión a la química del petróleo (webinar)
1.
2. La siguiente sesión tiene como propósito que se
comprenda la estructura química de los compuestos
orgánicos, además de sus propiedades físicas.
Reconociendo principalmente la composición del
petróleo como una mezcla compleja de hidrocarburos,
donde el principal representante de los hidrocarburos
es el petróleo crudo, en cualquiera de sus
presentaciones, y el gas natural que posee un
combinado de diferentes hidrocarburos.
3. Definición de
Petróleo.
Del lat. Petroleum,
aceite de roca.
Líquido natural
oleaginoso e
inflamable. Su
color varía entre
ámbar y negro.
Constituido por
una mezcla de
hidrocarburos que se
presentan en la
naturaleza, en lechos
geológicos continentales o
marítimos, ya sea en
estado sólido, líquido, o
gaseoso, estas tres fases
pueden pasar de una a
otra por efecto de cambio
de presión y temperatura.
Es un recurso no
renovable con
apariencia de
líquido aceitoso,
que se encuentra
saturando la
porosidad de las
rocas.
Contiene abundantes impurezas de
compuestos orgánicos : componentes
como el S, O, N, mercaptanos, SO2, H2S,
alcoholes mezclados también con agua
salada .Además de algunas sales
minerales como cloruros y sulfatos de Ca,
Mg y Fe.
El petróleo, se compone
principalmente de
carbono e hidrógeno en
la porción 83-87% de C y
de 11-14% de H.
Dependiendo del número de átomos de
carbono y de la estructura de los hidrocarburos
que integran el petróleo, se tienen diferentes
propiedades que los caracterizan,
determinando su comportamiento como
combustibles, lubricantes, ceras o solventes.
Se clasifican en:
Parafinas
Nafténicos
Aromáticos
Asfálticos
4. El petróleo como se encuentra en la
naturaleza puede tener compuestos de
bajo peso molecular, como el metano
hasta compuestos sólidos de alto peso
molecular.
Debido a esta gran gama de propiedades físicas y
pesos moleculares distintos, el petróleo crudo es
necesario que se refine o se separe para que
tenga una utilidad práctica.
¿Cómo se puede separar el petróleo?
El petróleo crudo se puede separar en
fracciones mediante un proceso físico
llamado: destilación fraccionada.
5. 5
o Dado que existe una amplia variación en las
propiedades del petróleo crudo (Tabla 1.3), las
proporciones en las que se encuentran los diferentes
constituyentes varían según el origen (Gruse y
Stevens, 1960; Koots y Speight, 1975). Así, algunos
petróleos crudos tienen mayores proporciones de
componentes de bajo punto de ebullición y otros
(como aceite pesado y bitumen “betún”) tienen
mayores proporciones de componentes de mayor
punto de ebullición (componentes asfálticos y
residuos).
o A los efectos de la terminología, es preferible
subdividir petróleo y materiales relacionados en tres
clases principales (Tabla 1.4):
1. Materiales que son de origen natural
2. Materiales que son manufacturados
3. Materiales que son derivados de fracciones
integrales a partir de productos naturales o
manufacturados
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
6. 6
o El petróleo cubre una amplia variedad de materiales
que consisten en mezclas de HC´s y otros
compuestos que contienen cantidades variables de
S, N y O, que pueden variar ampliamente en
volatilidad, gravedad específica y viscosidad.
o Los componentes que contienen metales, en
particular los compuestos que contienen vanadio y
níquel, por lo general se encuentran en los petróleos
crudos más viscosos en cantidades de hasta varios
miles de pppm y pueden tener graves consecuencias
durante el procesamiento de estas materias primas.
o Debido a que el petróleo es una mezcla de
componentes y proporciones muy variables, sus
propiedades físicas también varían ampliamente; por
ejemplo, el color que va desde incoloro a negro.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
7. 7
o El petróleo se encuentra bajo tierra, a diversas
presiones según la profundidad. Debido a la presión,
este contiene una cantidad considerable de gas
natural en solución. El petróleo subterráneo es
mucho más fluido que en la superficie y
generalmente es móvil a condiciones de yacimiento
porque las temperaturas elevadas (gradiente
geotérmico) en las formaciones subterráneas
disminuyen la viscosidad. Aunque el gradiente
geotérmico varía de un lugar a otro, generalmente
es del orden de 25 a 30 °C/km, es decir, 0.012─0.015
°C por pie de profundidad.
o Los componentes mayores de petróleo son HC’s con
una gran variación en su estructura molecular. El mas
simple de las parafinas es el metano, que forma gas
natural, a través de líquidos que se refinan en
gasolina, y en ceras cristalinas.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
8. 8
o Una serie de hidrocarburos en
forma de anillo, conocida como
naftenos, van desde líquidos
volátiles como la nafta hasta
sustancias de alto peso molecular
aisladas como la fracción
asfalténica. Otro grupo de
hidrocarburos en forma de anillo
se conoce como aromáticos; el
principal compuesto de esta serie
es el benceno, una materia prima
popular para la fabricación de
petroquímicos.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
9. 9
o Cuando la mezcla de químicos en el crudo se
compone de pequeñas moléculas @ NPT, los HC´s
se encuentran como gas.
o Cuando la mezcla contiene moléculas más grandes
@ NTP, el crudo se encuentra como líquido, el cual
se separa en fracciones de acuerdo al rango de P.Eb.
de los compuestos en cada fracción
o Los crudos se clasifican de acuerdo a la estructura de
sus moléculas en: parafínicos, nafténicos, aromáticos
y asfálticos.
o Los crudos con domino predominante de parafinas
producirán aceites lubricantes muy finos de la
fracción de gasóleo y cera de parafina de los
residuos.
o Si las moléculas mas grandes son compuestos
aromáticos y asfálticas las fracciones mas pesadas
del crudo son útiles para brea, compuestos parra
techos y otras tantas aplicaciones.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
12. 12
o El aumento del P.F. no es tan regular
como el P.Eb., debido a que las fuerzas
intermoleculares en un sólido dependen
no solo del tamaño de las moléculas,
sino de como las moléculas se arreglan
dentro de la red cristalina.
o Los alcanos ramificados muestran
propiedades diferentes que sus
homólogos de alcanos de cadena
abierta, debido a que las diferencias en la
estructura, causan diferencias en las
fuerzas intermoleculares. Así, hay
diferencias en el P.Eb. y el P.F. entre
algún alcano en particular y sus
isómeros.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo ── Parafinas (Alcanos)
13. 13
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo ── Olefinas (Alquenos)
Las olefinas presentan tres tipos de isomería:
o Isomería estructural o de cadena
o Isomería de posición o lugar (posición de la
doble ligadura)
o Isomería geométrica o configuracional cis-
trans.
15. 15
o Las resinas y asfaltenos son moléculas grandes de
HC’s, con uno a tres átomos O, S o N por molécula.
o La estructura básica esta compuesta de anillos
aromáticos principalmente con tras a diez anillos o
mas en cada molécula.
o Los heteroátomos (N,O,S) pueden ser parte de la
estructura de anillo o pueden ser localizaos como
enlazantes conectados a los anillos.
o Existen diferencias entre resinas y asfaltenos
o Los asfaltenos no se disuelven en petróleo, pero son
dispersados como coloides; mientras las resinas son
disultas fácilmente en petróleo.
o Los asfaltenos son sólidos secos, polvos negros y no
volátiles, las resinas son líquidos pesados o sólidos
pegajosos y son volátiles, ambos poseen el mismo
tamaño.
COMPONENTES DEL PETRÓLEO CRUDO
Componentes del petróleo
18. ¿Te has
preguntado qué es
la destilación
fraccionada?
Este proceso físico se utiliza para separar mezclas
de líquidos con distintos puntos de ebullición.
La destilación fraccionada usa esta propiedad
física para separar eficientemente el petróleo crudo
en productos económicamente viables.
En las refinerías petroleras, esta separación se
efectúa en las torres de fraccionamiento o
destilación primaria, como se observa en el video
que se explicará a continuación.
19.
20.
21. CONCLUSIONES
De acuerdo con lo anterior, se puede observar cómo
casi el total de petróleo crudo que se procesa en las
refinerías se dedica a la producción de combustibles.
La cantidad o la fracción que se obtiene de gasolina
depende del crudo que se utilice. Puede ser
superligero, pesado o extra pesado
El petróleo es una mezcla de hidrocarburos, se puede
separar porque la destilación fraccionada depende
del punto de ebullición.
Hay una correlación directa entre peso molecular y
la temperatura de ebullición. A mayor peso
molecular, mayor temperatura de ebullición. Esto
permite que se pueda separar el petróleo
