PRODUCTOS PETROLIFEROS PETROLERO.- El petróleo es una sustancia compleja y de composición química variable.
Está compuesto, principalmente, por una mezcla de hidrocarburos y algunos compuestos orgánicos orgánicos de oxígeno, oxígeno, azufre y nitrógeno. nitrógeno. os distintos distintos compuestos se separan mediante mediante destilación fraccionada. El petróleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. !ara obte obtene nerr sus sus dive diverso rsoss subpro subproduc ducto toss es nece necesar sario io refin refinarl arlo, o, de donde donde resul resulta tan, n, por por centenares, los productos acabados y las materias químicas más diversas. El petróleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullición. "u separación se logra mediante el proceso llamado #destilación fraccionada#. Esta función está destinada a las #refinerías#, factorías de transformación y sector clave por defini definició ción n de la indust industria ria petrol petrolífe ífera, ra, bisagra bisagra que articu articula la la activi actividad dad primar primaria ia y extractiva con la actividad terciaria. En un inicio, el refino se practicaba directamente en los lugares de producción del petróleo, pero pronto se advirtió que era más económico transportar transportar masivamente masivamente el crudo hasta las zonas de gran consumo y construir construir refinerías en los países industrializados, adaptando su concepción y su programa a las necesidades de cada país.
El petróleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por por vari varios os días días para para sedi sedime ment ntar ar y dren drenar ar el agua agua que norma ormallment mente e cont contie iene ne.. !osteriormente es mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinación. $na $na refin refinerí ería a compre comprend nde e una cent centra rall term termoe oel% l%ct ctri rica ca,, un parqu parque e de reserv reservas as para para almace almacenam namien iento, to, bombas bombas para expedi expedició ción n por tuberí tubería, a, un apeade apeadero ro para para vagones vagones&& cisterna, una estación para vehículos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fábrica compleja que funciona '( horas diarias con equipos de t%cnicos que controlan por turno todos los datos. Destilación Atmosférica y al Vacío
Este es el primer proceso que aparece en una refinería. El petróleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de producción, se almacena en tanques cilíndricos de gran tama)o, tama)o, de donde se bombea a las instalaciones instalaciones de este proceso. El petróleo petróleo se calienta calienta en equi equipos pos espe especi cial ales es y pasa pasa a una una colum columna na de desti destila laci ción ón que que oper opera a a pres presió ión n atmosf%rica en la que, aprovechando la diferente volatilidad de los componentes, se logra una separación en diversas fracciones que incluyen gas de refinería, gas licuado de petróleo *!+, nafta, queroseno *-erosene, gasóleo, y un residuo que corresponde a los compuestos más pesados que no llegaron a evaporarse. En una segunda columna de destilación que opera a condiciones de vacío, se logra la vaporización adicional de un producto que se denomina gasóleo de vacío, y se utiliza como materia prima en otros procesos que forman parte de las refinerías para lograr la conversión de este producto pesado en otros ligeros de mayor valor. En este proceso, el petróleo se separa en fracciones que despu%s de procesamientos adicionales, darán
origen a los productos principales que se venden en el mercado el gas ! *com/nmente utilizado en las estufas dom%sticas, gasolina para los automóviles, turbosina para los aviones jet, diesel para los vehículos pesados y combustóleo para el calentamiento en las operaciones industriales. !ero estos productos tienen que cumplir con una serie de especificaciones que aseguren su comportamiento satisfactorio. 0demás de los combustibles, del petróleo se obtienen derivados que permiten la producción de compuestos químicos que son la base de diversas cadenas productivas que terminan en una amplia gama de productos conocidos gen%ricamente como productos petroquímicos, que se utilizan en las industrias de fertilizantes, plásticos, alimenticia, farmac%utica, química y textil, entre otras.
Figura . 1estilación fraccionada del petróleo Pro!uctos "etrolíferos a granel2 combustibles y aceites minerales y productos derivados
de su destilación como la gasolina, el queroseno, el gasóleo, el petróleo para calefacción, los lubricantes2 los %steres metílicos de ácidos grasos *304E2 las mezclas de 304E con combustibles minerales y productos similares. Estos son . Los gases licua!os #utano y Pro"ano$ "e verifica que su composición y su
volatilidad sean correctas a trav%s de los dos criterios básicos ensayo de evaporación *que mide el residuo fondo de botella y tensión de vapor *que mide la presión relativa en el recipiente a la temperatura límite de utilización 5678. "e usa como gas licuado para cocinar, combustión interna, calentadores, mecheros de laboratorios y lámparas de gas. El análisis completo de un producto petrolífero ligero se hace por cromatografía en fase gaseosa, los diversos hidrocarburos, arrastrados sucesivamente por una corriente de gas
portador, son detectados e identificados a la salida del aparato, y registrado su volumen relativo. %. Las &asolinas$ "ometidas a una garantía de utilización particularmente severa tanto
como carburante como disolvente, debe, primeramente, estar compuesta por hidrocarburos de volatilidad correcta, lo que se verifica por medio de un test de destilación en alambique automático. "u comportamiento en un motor viene cifrado en laboratorio por diversos índices de octano que miden la resistencia de detonación y al autoencendido. a gasolina es de naturaleza incolora, pero el aspecto amarillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por adición de un colorante artificial, facilita el control de los fraudes. a. 9egular "e usa en motores de combustión interna de baja compresión, motores de lanchas, podadoras de c%sped y motores peque)os. b. "uper 4otores de combustión interna de mediana y alta compresión tales como automóviles de pasajeros y camiones peque)os. '. (ueroseno )*erosene+$ !roducto básico de la industria petrolífera desde hace cien
a)os. 0 fin de limitar los riesgos inherentes a la manipulación de un producto fácilmente inflamable, su volatilidad está limitada por un contenido en gasolina que se mantiene inferior al :6;, verificado en el test de destilación, mientras que otro aparato mide el punto de encendido, que es la temperatura a la cual un producto petrolífero calentado suavemente comienza a desprender suficientes vapores como para provocar su inflamación s/bita al contacto con una llamita. $n petróleo bien depurado debe poder arder durante largas horas sin humear y sin desprender carbonilla, lo que se verifica empíricamente por medio de lámparas normalizadas. En el caso de los carburorreactores, se mide además su resistencia a la corrosión, a la congelación y a la formación de emulsiones acuosas, así como su estabilidad t%rmica este /ltimo test se realiza en el #fuel co-er#, aparato que reproduce en el laboratorio las condiciones de alimentación y de precalentamiento sufridas por el queroseno en los motores de reacción. El aceite para lámparas representa a/n hoy en día una cierta solución para el alumbrado. "e usa como combustible de aviones a reacción, aviones de pasajeros, helicópteros de turbina, como combustible para estufas *cocina rural, refrigeradoras, y la calefacción o las incubadoras. ,. Diesel Liiano Este tipo de productos, intermedios entre los ligeros y los pesados,
representa en Europa un importante porcentaje de los destinos del petróleo. El motor diesel es bastante menos exigente acerca de la calidad de su carburante que el motor de gasolina2 sin embargo, es importante garantizar una gas&oil bien destilado ni demasiado ligero e inflamable *ensayo de destilación y de punto de encendido, ni demasiado pesado *medida de la viscosidad y de la temperatura de congelación. $n ensayo en un motor especial normalizado verifica por /ltimo la predisposición del producto a inflamarse espontáneamente *índice de cetano. $tilizado en motores de combustión interna, autos de pasajeros, equipo pesado, calderas y quemadores industriales. . Diesel /arino$ En motores de combustión interna marítimos y en turbinas de gas para
generación el%ctrica.
0. 1om2ustóleo *3uel =il o >un-er 8 $so industrial de combustible para calderas para
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generar vapor o energía el%ctrica por ejemplo plantas termoel%ctricas, tambi%n es usado para motores de propulsión marinos. El control de sus características afecta principalmente a a viscosidad, que se determina midiendo, a la temperatura de utilización, en el tiempo de flujo de una determinada cantidad de aceite a trav%s de un orificio calibrado, verificando así que el producto podrá ser bombeado fácilmente. a potencia calorífica, se eval/a en el calorímetro mediante la combustión en oxígeno de una cantidad peque)a de fuel&oil situada en una bomba metálica el contenido del azufre, que se obtiene igualmente con una bomba de oxígeno midiendo la cantidad de anhídrido sulfuroso producido
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el punto de encendido
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el contenido de agua y sedimentos. 3. Asfalto$ ?asta hace poco, especialidad de algunas refinerías que los extraían de
petróleos brutos particulares. "on productos de gran consumo exigidos en tonelaje creciente para la construcción de carreteras, autopistas, reparación de calles y caminos, para uniones de inmuebles, construcción de muros, para techo e impermeabilización, para la industria el%ctrica, etc. "on objeto de ensayo de viscosidad, de penetración, de reblandecimiento y de ductibilidad *alargamiento.
FRACCION INICIAL !BFRACCION"
Atomos de C
Intervalo de ebullición
Gas ligero
C 1 -C 5
a - 20
A Metano $ Etano
C1 - C 2
'as
B &!efinas
C2 - C"
C #ropano $ %utano
C3 - C "
Gasolina
C 5 - C 10
20 - 200
A Eter de petr !eo
C 5 - C6
30 - 60
B Ligroína
C 6-C 8
60 - 100
C Naftas
C 8 - C 11
100 - 200
Queroseno
C 12 - C 16
200 - 300
Aceite combustible
C 15 - C 18
280 - 380
Aceites lubricantes
C 16 - C 20
Petrolato o vaselina
C 18 - C 22
Parafina sólida
C 20 - C 30
p.f. 50 - 60
Cera microcristalina
C 30 - C 50
p.f. 50 - 60
Asfalto
Muchos
Carbón de Petróleo
Muchos
Ta2la . !roductos petrolíferos PRODUCTOS ESPECIALES
La cera se utiliza para proteger productos alimenticios, en revestimientos, como
ingrediente de otros productos *cosm%ticos y cremas limpiadoras de calzado y para velas. El azufre se produce como resultado del refino del petróleo. "e almacena unas veces en fase líquida, calentado y fundido, en depósitos cerrados, y otras en fase sólida, en recipientes o a la intemperie. El coque es carbono casi puro y tiene diversos usos, desde electrodos hasta pastillas combustibles para barbacoas, dependiendo de sus características físicas, que son resultado del proceso de coquización. El asfalto4 que se utiliza principalmente para pavimentar carreteras y fabricar materiales para cubiertas y tejados, debe ser inerte a la mayoría de las sustancias químicas y condiciones meteorológicas.
Las ceras y asfaltos son sólidos a temperatura ambiente, si bien para su
almacenamiento, manipulación y transporte se requieren temperaturas más elevadas, con el consiguiente riesgo de que se produzcan quemaduras. a cera de petróleo está tan refinada que, por lo com/n, no presenta ning/n riesgo. El contacto de la piel con la cera puede causar taponamiento de los poros, que se controla con las prácticas higi%nicas adecuadas. !ara evitar la exposición al ácido sulfhídrico al abrir depósitos de asfalto y de azufre fundido basta con utilizar medidas adecuadas de control t%cnico o protección respiratoria. El azufre es tambi%n fácilmente inflamable a temperaturas elevadas. 5ET F6EL
El @et fuel es el combustible utilizado en aviación para turbina de reacción. o constituyen los hidrocarburos no olefínicos entre 8A a 8:' y que por lo tanto destilan en un intervalo de :56 a '56 B8. a mezcla de estos hidrocarburos debe proporcionar una buena combustión. os componentes que lo conforman proceden de un corte de la destilación directa de crudo. 1eterminados crudos pueden producir -erosenos o mezclas -erosenoCnafta que cumplan con las especificaciones de @et 3uel de una forma directa, sin embargo para casi la totalidad de crudos es necesario un posterior tratamiento hidrogenante suave o un endulzamiento para eliminación de mercaptanos, disulfuros y otros compuestos que confieren al producto una baja estabilidad t%rmica. El jet debe tener una viscosidad adecuada para que el combustible fluya correctamente a las bajas temperaturas de utilización y la vaporización o atomización sea la correcta en las boquillas de los quemadores en la turbina. El jet fuel se utiliza tambi%n como agente refrigerante del aceite lubricante de la turbina, en el sistema hidráulico, aire acondicionado, etc. El combustible sufre por lo tanto un choque t%rmico elevado en estas operaciones, por lo que es necesario que posea una estabilidad adecuada que impida la formación de lacas y depósitos que afecten a los sistemas de combustión presentes en la turbina. F6EL O7L
a especificación en viscosidad es la limitante en este corte, con un valor de D6 c"t a 56 B8. "e dificulta alcanzar la misma al priorizar la obtención de otros derivados más ligeros, como el diesel, que aportan más valores. as refinerías de esquema complejo obtienen el fuel oil como mezclas de los derivados pesados que se producen en sus diferentes procesos. !ara alcanzar la especificación en viscosidad se adicionan cortes ligeros, denominados FcutterG, que tienen bajo contenido en azufre, que es la otra especificación limitante. a estrategia de la mezcla es resultado de la disponibilidad y demanda de productos, incluido el crudo. $no de los cortes que más se degrada como cutter es la -erosina. 1O(6E
pesados derivados de la refinación de crudo. Existen muchas variedades comerciales de co-e de petróleo que difieren en su características físicas y químicas, utilizándose en distintas aplicaciones industriales, dependiendo del m%todo de producción industrial empleado en su obtención. os m%todos de producción más comunes utilizados en la actualidad son :. El co8ue er!e retar!a!o )green !elaye! co*ing+4 un m%todo de ruptura t%rmico *Fcrac-ingG en la que las reacciones de carbonización implican su deshidrogenación, reestructuración y polimerización. a temperatura de trabajo fluct/a entre los (6B8 y 566B8, y un ciclo completo de producción tarda un mínimo de :H horas. El co8ue flui!o )flui! co*ing+ es un proceso contínuo de pulverización a altas '. temperaturas sobre una superficie fluida,en el que las partículas de co-e se mantienen a una presión de entre '6&(6 psi y 566B8. Estos vapores de alimentación se someten a un Fcrac-ingG t%rmico mientras se depositan, formando una película liquida sobre partículas de co-e recalentadas, para acabar convirti%ndose en agentes nucleantes.
% Salida
Temp. de ebullición (°C)
Á!m!" de ca# b!n!
P#!duc!" !benid!"
2
< 30
1a5
Hidrocarburos ligero s
15 a 20
30 – 200
5 a12
Gasolinas, naftas
5 a 20
200 – 300
12 a 15
Queroseno
10 a 40
300 – 400
15 a 25
Gas-oil
Residuo + de 400
+ de 25
ubricantes, al!uitr" n
Ta2la %. 8aracterísticas de los productos petrolíferos
Figura %. !roceso de obtención de los productos petrolíferos
El papel que desempe)a el 0nálisis Iuímico en la Jndustria del petróleo es fundamental, ya que los productos de partida, los intermedios y los productos finales han de ser analizados con el fin de obtener los máximos rendimientos en los diferentes procesos 0 modo de ejemplo veremos los siguientes análisis .- Determinación !e ceni9as
9ealizando este análisis este nos indica las impurezas o contaminación que puedan tener. "e determinan en productos petrolíferos como destilados, combustibles residuales, aceites lubricantes, etc. 4 que no contengan aditivos que puedan dar cenizas. 4%todo :.& "e quema la muestra hasta que solo quede cenizas y carbón 4%todo '.& El residuo carbonoso se reduce a cenizas por calentamiento en un horno de mufla a KK5 B8, se enfriar y se pesa. '.& Lndices de neutralización
neutralizar una cantidad de ácido igual a la que se necesita para neutralizar las bases fuertes existentes en : g de muestra. D.& 1eterminación de trazas de agua con el reactivo de Marl 3ischer Reacción $ 7% : ;O%: ' 1< = : <%O
% 1< = > <7 : 1< = > ;O'
9eactivo de 3ischer $ ;e disuelve el J' en 85?5N y metanol. "e enfría la mezcla por debajo de D,A B8. "e hace burbujear "= ' en la mezcla refrigerada.
Figura '. 0parato de determinación del agua mediante e l reactivo Marl 3ischer
(.& 1eterminación de 0zufre /éto!o !e alta tem"eratura
"e aplica a muestras con !.E O:KK B8 , con " P 6.6H ;. 4%todo "e quema la muestra en corriente de oxígeno *se transforma el AK ; de " en "='. os productos de la combustión pasan a trav%s de un adsorbente que contiene MJ y almidón. 0l a)adir a esta disolución otra valorada de MJ= D se forma J ' *azul con almidón. El "=' que va pasando reduce el J ' formado *desaparece la coloración. !ara que se mantenga la coloración se sigue a)adiendo MJ= D, y la cantidad a)adida de esta disolución es una medida del " que contiene la muestra. "e utilizan dos tipos de hornos
a ?orno de inducción *3igura (.a "e alcanzan temperaturas de :(6 B8 en la zona de combustión de la muestra b ?orno de resistencia *3igura (.b "e alcanzan temperaturas de al menos :D:5 B8. !ara saber si la temperatura es la adecuada se calcula el factor del alumbre, mediante la expresión 3 Q " a ma C :66*Ra&Rbc:
Figura ,.a. ?orno de inducción
Figura ,.2. ?orno de resistencia Pro!uctos "etrolíferos lí8ui!os$ 1anti!a! mínima recomen!a!a "or ca!a muestra$
6,5 l. : l de gasolina para la determinación del octanaje
=ormas a"lica2les )7;O y normas !e la 6E+ y legislación "ertinente$ •
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EN J"= D:K6 !roductos petrolíferos líquidos.
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EN J"= ('5K +ases licuados de petróleo. 4%todo de toma de muestras.
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J"= D:K: !roductos petrolíferos líquidos.
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0"<4 1(65K !ráctica estándar para el muestreo manual del petróleo y los productos derivados del petróleo. 0"<4 1(:KK !ráctica estándar para el muestreo automático del petróleo y los productos derivados del petróleo. 0"<4 1(D6H !ráctica estándar para contenedores de muestras de combustible para aviación para pruebas afectadas por la contaminación en trazas. 0"<4 15(' !ráctica estándar para el muestreo y la manipulación de combustibles para la medición de la volatilidad. 0"<4 155( !ráctica estándar para el mezclado y la manipulación de muestras líquidas de petróleo y productos derivados del petróleo.
>ibliografía • • •
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httpCCSSS.monografias.comCtrabajos5CpetroleoCpetroleo'.shtml httpsCCSSS.uclm.esCprofesoradoCjmlemusC
