Instituto Chacabuco - Hermanos Maristas

Los Andes

QCA II : PETRLEODEPARTAMENTO DE CIENCIAS

Subsector : qumica Prof.: Anita Ortiz

El origen del petrleo

Teoras sobre el origen del petrleo Composicin qumica del petrleo

La destilacin del petrleo

Principales derivados del petrleo

QU ES EL PETRLEO?El producto es un compuesto qumico complejo en el que coexisten partes slidas, lquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por tomos de carbono e hidrgeno y, por otra, pequeas proporciones de nitrgeno, azufre, oxgeno y algunos metales. Se presenta de forma natural en depsitos de roca sedimentaria y slo en lugares en los que hubo mar.Su color es variable, entre el mbar y el negro y el significado etimolgico de la palabra petrleo es aceite de piedra, por tener la textura de un aceite y encontrarse en yacimientos de roca sedimentaria.

ORIGEN Factores para su formacin:

Ausencia de aire

Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino)

Gran presin de las capas de tierra

Altas temperaturas

Accin de bacterias

Los restos de animales y plantas, cubiertos por arcilla y tierra durante muchos millones de aos sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas, junto con la accin de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) provocan la formacin del petrleo.

El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinacin de los factores anteriormente citados, provoca que su presencia sea tambin muy variada: lquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras; voltil, es decir, un lquido que se vuelve gas al contacto con el aire; semislido, con textura de ceras. En cualquier caso, el petrleo, de por s, es un lquido y se encuentra mezclado con gases y con agua.

Existen varias teoras para explicar el origen del petrleo.

Hiptesis orgnica de Engler: Segn esta teora el petrleo proviene de zonas profundas de la tierra o mar, donde se form hace millones de aos. Esta teora plantea que organismos vivos (peces, y pequeos animales acuticos y especies vegetales), al morir se acumularon en el fondo del mar y se fueron mezclando y cubriendo con capas cada vez ms gruesas de sedimento como lodo, fragmentos de tierra y rocas, formando depsitos sedimentarios llamados rocas generadoras de crudo. La acumulacin de otras capas geolgicas sobre estos depsitos form la roca madre y gener condiciones de presin y temperatura lo que facilit la accin de bacterias anaerbicas para transformar lentamente la materia orgnica en hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrgeno) con pequeas cantidades de otros elementos.El petrleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el subsuelo y para que ste se aculume, deben cumplirse algunas condiciones bsicas: Debe existir una roca permeable para que, bajo presin, el petrleo pueda moverse a travs de los poros microscpicos de la roca y debe existir una roca impermeable dispuesta en forma tal, que evite la fuga del petrleo y el gas natural hacia la superficie.El material orgnico debe estar en abundancia para que se forme un yacimiento. Esta teora es una de la ms aceptadas ya que todos los yacimientos petroleros se han encontrado en terrenos sedimentarios y adems en ellos, siempre se han encontrado restos fsiles de animales y vegetales.

Hiptesis inorgnica de Mendeleev: Segn esta teora se habra originado por la accin del agua sobre carburos metlicos produciendo metano y acetileno. Los dems componentes se habran generado por reacciones qumicas posteriores. Esta teora se ha descartado porque no justifica la presencia de restos fsiles de animales y vegetales en los yacimientos.

Hiptesis inorgnica de Thomas Gold: Sugiere que el gas metano que suele encontrarse en los yacimientos de petrleo, pudo haberse generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formacin de la Tierra hace millones de aos. Esta teora est generando cada da ms adeptos debido a que la NASA ha probado que las atmsferas de otros planetas tienen gran contenido de metano.EXTRACCIN DEL PETRLEOEl petrleo se extrae mediante la perforacin de un pozo sobre el yacimiento. Si la presin de los fluidos es suficiente, forzar la salida natural del petrleo a travs del pozo que se conecta mediante una red de oleoductos hacia su tratamiento primario, donde se deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos ms voltiles. Posteriormente se transporta a refineras o plantas de mejoramiento. Durante la vida del yacimiento, la presin descender y ser necesario usar otras tcnicas para la extraccin del petrleo. Esas tcnicas incluyen la extraccin mediante bombas, la inyeccin de agua o la inyeccin de gas, entre otras. La medida tcnica y financiera del petrleo es el barril que corresponde a 159 litros.

Los componentes qumicos del petrleo se separan y obtienen por destilacin mediante un proceso de refinamiento. De l se extraen diferentes productos, entre otros: propano, butano, gasolina, keroseno, gasleo, aceites lubricantes, asfaltos, carbn de coque, etc. Todos estos productos, de baja solubilidad, se obtienen en el orden indicado, de arriba abajo, en las torres de fraccionamiento.

Debido a la importancia fundamental para la industria manufacturera y el transporte, el incremento del precio del petrleo puede ser responsable de grandes variaciones en las economas locales y provoca un fuerte impacto en la economa global.

Extraccin por Tierra Extraccin en el Mar

Los combustibles ms importantes que se obtienen del petrleo son el gas natural, el gas licuado, las gasolinas, el gasleo (o petrleo diesel) y el queroseno, mal llamado parafina. Los residuos resultantes del proceso de fraccionamiento son sustancias bituminosas como el alquitrn y los asfaltos, que se utilizan en grandes cantidades en la construccin de caminos, aeropuertos, etc.

La destilacin fraccionada se realiza en torres de fraccionamiento que disponen de salidas a diferentes alturas. En las partes ms bajas de la torre se sacan las fracciones menos voltiles y, a medida que la altura aumenta, se recogen las fracciones de menor punto de ebullicin, gasolinas y gas.

La calidad de una gasolina se especifica por el denominado ndice de octano, que corresponde al porcentaje del comnmente mal llamado isooctano (ya que es el 2,2,4-trimetilpentano) en una mezcla isooctano/heptano, la que en un motor de prueba tiene un comportamiento dependiente de la proporcin en que se encuentren ambos hidrocarburos, con lo que se generan gasolinas de diferentes octanajes. El isooctano tiene la propiedad de no producir una explosin espontnea cuando es comprimido con aire en el interior del cilindro. La autoignicin es indeseable, ya que, en el motor de combustin, la explosin se produce por accin de la chispa generada en la buja. De otro modo, el motor tiene menor rendimiento y un mayor desgaste. Por otra parte, el heptano es un mal combustible y explota espontneamente al ser comprimido con aire.

En el motor Diesel, en cambio, la ignicin debe ocurrir por la simple compresin de la mezcla del combustible con el aire. En este caso, un componente como el octano acta desfavorablemente. El ndice de cetano, en tanto, da cuenta de la calidad del combustible diesel. El hexadecano normal o n-hexadecano, un hidrocarburo lineal de 16 tomos de carbono, tiene un breve retardo de la ignicin y se le asigna un ndice cetano de 100; el heptametilnonano, un hidrocarburo del mismo nmero de tomos de carbono, pero muy ramificado, presenta un considerable retardo en la ignicin y se le ha asignado un ndice cetano de 15. El ndice de cetano es, en consecuencia, una medida de la calidad de la ignicin del diesel y es equivalente al porcentaje por volumen del cetano en la mezcla con heptametilnonano, la que se compara con la calidad de ignicin del combustible prueba.

Cul es la constitucin de los hidrocarburos? Los hidrocarburos son compuestos que estn constituidos por carbono e hidrgeno, donde los enlaces carbono-hidrgeno son covalentes. Dependiendo de si todos los enlaces son simples o si existe entre carbono y carbono un doble o un triple enlace, se forman los Alcanos, Alquenos y Alquinos.

En los alcanos, la frmula general que determina el nmero de tomos de hidrgeno en relacin al nmero de tomos de carbono es CnH2n+2. Todos estos compuestos tienen como terminacin ano y para indicar el nmero de tomos de carbono se usan prefijos como met (1), et (2), prop (3), but (4), pent (5), y luego se contina con los prefijos griegos.

Algunos alcanos importantes son:

Metano, de frmula condensada CH4, es un combustible y el principal componente del gas natural.

Propano (C3H8) y butano (C4H10), dos gases combustibles y componentes fundamentales del llamado gas licuado.

Los alquenos poseen un doble enlace entre carbono y carbono, su frmula condensada es CnH2n. Uno de los alquenos ms importantes es el eteno o etileno, de frmula C2H4. Se trata de una sustancia gaseosa a temperatura ambiente y que constituye la materia prima para la produccin de polmeros como el polietileno. Otros alquenos dan origen a otros polmeros.

Los alquinos tienen como frmula general CnH2n - 2 y poseen un triple enlace entre dos tomos de carbono. El acetileno o etino es el alquino ms simple y a la vez un combustible muy importante. ACTIVIDADES

1.-Qu teoras explican el origen del petrleo?

2.- Qu es el petrleo?

3.- Qu es un pozo petrolero?

4.- Qu es la OPEP?Cules son los miembros de la OPEP?

5.-Segn estas imgenes a qu tipo de extraccin corresponden?

6.- Coloca el nombre de la etapa para extraer y refinar el petrleo

imgenesNombre de la etapa imgenesNombre de la etapa

7.-Ordena las etapas para extraer y refinar el petrleo usando las imgenes del n 6

8-Completa con la indicacin que describe la flecha

9.-Completa el siguiente esquema de la destilacin del petrleo

Qu relacin existe entre el punto de ebullicin y la cantidad de tomos de carbono?

10.- Qu se entiende por ndice de octanaje e ndice de cetano?

11.- Explica en que consiste el trmino de gasolina 93 octano 95 octano y 97 octano

12.-Explica en qu consiste un convertidor cataltico. Dibuja sus partes.

13.- Observando las siguientes imgenes qu impactos ambientales provoca la extraccin de petrleo en territorios de bosques lluviosos :