Física y TecnologíaEnergética

6 - Combustibles Fósiles.

El petróleo.

Combustibles

• Combustión: Oxidación exoenergética de la materia orgánica

CnH2m + n +m

2

O2 nCO2 + mH2O +Ereac

Ener

gía

CnH2m +O2 CO2 +H2O

E-combustión

E-encendido

• Es necesario proporcionarle una energía inicial o subir la temperatura

para que la combustión tenga lugar

Creación Energía Solar Fotosíntesis Materia Orgánica

Combustibles fósiles Plantas y animales de hace millones de años

Propiedades de algunos Combustibles

Poder

calorífico

( MJ/kg )

Temperatura

de la llama

( ºC )

Temperatura

autoignición

(ºC )

Límites de

Inflamabilidad

( % en aire )

Gas natural 54 1950 630 4 - 17

Propano 50 1980 450 2 - 10

Butano 49 1970 370 2 - 8

Gasolina 47 1820 246 1 - 7

Gasoil 45 1857 210 1 - 7

Carbón 12 - 30 2211 400

Alcohol 29 1791 365 3 - 30

Madera 10 - 15 730 300

Hidrógeno 142 2045 520 4-75

Azufre 9 1699 232

Combustibles y Consumo energético

Consumo ( % )

Petróleo

Gas

Carbón

HidráulicaNuclear

N. América S. América Europa O.Medio Africa Asia

El 80 - 90 % del consumo de energía primaria se basa en

combustibles fósiles

Formación del petróleo

Hipótesis generalmente admitida•El placton y otros residuos orgánicos se depositaron en el fondo de los mares

hace centenares de millones de años

•Quedaron cubiertos por capas de arena y sedimentos

•Las bacterias produjeron la fermentación anaeróbica

•Con los movimientos de la corteza terrestre quedaron sometidos a enormes

presiones y altas temperaturas formándose el petróleo

Está compuesto de moléculas con carbono: hidrocarburos, parafinas, aromáticos, … ect

Yacimientos petrolíferos

El petróleo emigra desde su lugar de formación hasta que encuentra una trampa

de rocas impermeables que le impide seguir

Prospección del petróleo

•El petróleo no aparece en general donde se formó

•Estudio geológico de terrenos que puedan presentar atrapamiento de petróleo

•Estudio de terrenos similares a donde han aparecido pozos en otros lugares. Cuencas

sedimentarias

•Estudios sismológicos de propagación de terremotos y ondas sonoras. El petróleo (líquido)

se comporta de forma muy distinta a los estratos rocosos (sólidos)

Petróleo en el mundo

Regiones con las mayores

reservas conocidas

Petróleo y gas en España( prospecciones y explotaciones )

Perforación y extracción

Una vez seleccionado el posible yacimiento, hay

que perforar hasta encontrarlo

Una vez encontrado el petróleo

sale solo o hay que bombearlo

Extracción del fondo marino

Hay una gran

variedad de

plataformas fijas y

flotantes

Extracción del Petróleo

Primaria. 20 -25 % - Sale solo por la presión del gas, después se bombea

Secundaria 15 -20 % - Se inyecta gas a presión y agua

Terciaria 15 % - Vapor caliente para reducir viscosidad y agentes

superficiales activos ( jabón )

El 40-50 % del petróleo se queda en el pozo impregnando las rocas porosas

¿ Minería de Petróleo ?

Gas

PetróleoPetróleo

Agua

GasAgua

Gas

Petróleo

Agua

Gas

PetróleoPetróleo

Agua

QuímicosVapor

TerciariaSecundariaPrimaria

Refinado. Torre de Fraccionamiento

Caldera

Calor

Crudo

Asfalto

Condensador

Gas C1-C

4

Nafta C5-C

7

Gasolina C6-C

12

Keroseno C12

-C15

Gasoleo C14

-C17

Fuel Oil C15

-C18

Lubricante C16

-C20

Grasas C18

-C22

Parafina C20

-C24

50ºC

350ºC

200ºCSe separan o

fraccionan los

componentes del

petróleo debido a

sus distintos puntos

de ebullición

Refinado

Los resultados finales del proceso de refino

pueden adaptarse a la demanda

Se aumenta la fracción de gasolina

•Craking térmico y catalíticode

hidrocarburos pesados

•Polimerización y alquilación catalítica

de hidrocarburos ligeros

Los gases ( butano, propano…) se licuan

Los acites se tratan para darles la viscosidad

necesaria

Refinerías en España

Palma

Mahón

Ibiza

Tenerife

Las palmas

Cartagena

Alicante

Valencia

Alcudia

Castellón

Reus

Tarragona

Barcelona

LéridaZaragoza

MotrilMálaga

Algeciras

Huelva

Sevilla Córdoba

Puertollano

Rota

Mérida

Alcázar

Torrejón

Villaverde

Salamanca

Valladolid

Pamplona

S.Sebastián

Somorrostro Santurce

Ribabellosa

Burgos

León

GijónCoruña

Vigo

Refinería

Depósitos

Oleoducto

Refinerías en España

10 Refinerías

Capacidad de refino: 64 900 ktep / año

Capacidad de almacenamiento: crudo - 7 300 000 m3

productos - 9 980 000 m3

Compra (Argelia, Camerún, Libia, Nigeria, Arabia, Irán, Irak, Siria, Reino

Unido, Rusia, Méjico, Venezuela ) 62 741 kt

Producción propia (Tarragona, Burgos) 300 kt

Generación electricidad 4 581 kt

Consumo propio y pérdidas 4 603 kt

Refinería 53 802 kt

Gas licuado 2 892 kt

Gasolina 9 561 kt

Keroseno 4 359 kt

Gasoil 23 927 kt

Otros 13 064 kt

Producción mundial de Petróleo

Europa-Eurasia

Asia-Pacífico

Africa

Oriente medio

Sudamérica

Norteamérica

Millones de barriles diarios

Anuario BP

Comercio de petróleo

Comercio mundial ( mill. toneladas)

Anuario BP

Reservas mundiales de Petróleo

Reservas probadas a finales del 2006

Miles de millones de barriles

Anuario BP

Reservas mundiales de Petróleo

EEUU consume mas de 20

millones de barriles diarios pero

solo tiene el 2% de las reservas

Oriente medio tiene mas del

60% de las reservas

¿ Quién tiene el petróleo ?

¿ Quién lo consume ?

(miles de barriles al día)

Reservas mundiales de Petróleo

Cociente Reservas / Producción = años para agotarlas

Anuario BP

Recursos y Reservas

1 barril = 159 litros

Recursos - Cantidad total existente

Reservas - Cantidad descubierta y

aún no empleada

•Según se ván descubriendo nuevos

pozos aumenta nuestro conocimiento

del recurso total

•Inicialmente los descubrimientos

anuales van aumentando, en algún

momento empezarán a disminuir

•Según se vaya agotando el recurso la

producción también tendrá que

disminuir

0

5 1011

1 1012

1.5 1012

2 1012

2.5 1012

3 1012

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150

Produccion acumulada (bar)Recursos conocidos (bar)

año

reservas

Recurso total

0

1 1010

2 1010

3 1010

4 1010

1850 1900 1950 2000 2050 2100

Produccion (bar/año)Descubrimientos (bar/año)

año

Precio del petróleo

Precio de los derivados del petróleo e impuestos