TRABAJO DE CONSULTA SOBRE LOS HIDROCARBUROS

VICTOR ALFONSO ANDRADE QUIROS. Cód. 2007270431

JHOAN ALEXANDER PARRA B. Cód. 2008275658

GUSTAVO ADOLFO GARZON SERRANO. Cód. 2006263649

Informe presentado en el curso:

CRUDOS Y DERIVADOS

CÓDIGO: BEINPE10-105855

Docente:

MORALES MONDRAGON, HAYDEE.

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE PETRÓLEOSNEIVA-HUILA

02-12-2010

CARACTERÍSTICAS DE LOS CRUDOS SEGÚN SUS BASES:

Crudos Parafínicos: Los crudos 100% parafínicos son muy escasos, pero todos aquellos crudos que contengan un 75 % o más hidrocarburos parafínicos pertenecen a esta base. El prototipo de estos crudos son los de Pensilvana (EE.UU.), que contienen entre un 90 y 99% de estos hidrocarburos. Los crudos parafínicos en Colombia contienen entre un 75-85 % de este tipo de hidrocarburos, como los de Orito y Río Zulia.

Las características físicas más sobresalientes: Son livianos, fluidos inodoros y de colores claros (verdes, rojizos y anaranjados). Generalmente están libres de contaminantes orgánicos (solo trazas algunas veces 9 e inorgánicos. Dan un alto rendimiento en productos livianos (gasolinas, disolventes y queroseno) y aceites lubricantes de buena calidad. De estos lubricantes y con el proceso denominado “desparafinado “se obtienen ceras parafinitas (parafina y vaselina). El rendimiento en gasolina es del orden del 30 al 60 %, pero su octanaje es bajo, aunque susceptibilidad al TEL es mayor que en cualquier otro tipo de gasolina.

El costo de refinación de los productos es relativamente bajo, geológicamente son los más antiguos, pues la mayoría de ellos se formaron en la era mesozoica, en el periodo cretáceo. El precio es el mas alto en cuanto a crudos producidos.

Solo la cuarta parte de este crudo producido en el mundo pertenece a este “base”. En Colombia solo el 20 % del petróleo producido es la base parafinita.

Crudos Base Nafténica o Asfáltica: Crudos 100% nafténicos, no existen en la naturaleza pero todos aquellos que contengan 75 % o más de hidrocarburos, ciclo parafínico pertenecen a esta clase. El prototipo de petróleo de esta clase en el mondo son los de California y la Costa del Golfo en los EE.UU. y algunos de Rusia que contienen de 80 a 90 % de ciclo parafínico. Los crudos Colombianos contienen entre 75 y 85 % de este tipo de hidrocarburos.

Las características físicas más sobresalientes en estos crudos: Son pesados, viscosos, mal olientes y de color negro. Casi siempre están contaminados por compuestos orgánicos e inorgánicos. En cantidades por lo general relativamente altas dan bajo rendimiento en productos livianos, por ejemplo el rendimiento en gasolinas es inferior al 20 % casi siempre. Sin embargo esta gasolina es de buenas cualidades antidetonantes pero la susceptibilidad al TEL es baja (debido a la presencia de compuestos sulfurados en ella).

Los aceites lubricantes procedentes de estos de mala calidad en cuanto al índice de la viscosidad y otras propiedades. Del residuo de su destilación al vació se obtienen asfaltos de buena calidad (de ahí su nombre de crudos asfálticos).

El costo de refinación de los productos de este tipo de crudo es alto, debido a la presencia de contaminantes a veces en cantidades apreciables, que deben eliminarse a través de proceso de refinamiento.

Geológicamente son los más recientes, pertenecen ala era cenozoica, periodo terciario. Las dos terceras partes del petróleo producido en el mundo pertenecen a esta base, en Colombia el 60 % del petróleo producido pertenecen a esta base.

Crudos Base Aromática o Bencénica: Todos aquellos crudos cuyo contenido de aromáticos sea el 50 % o más se clasifican en esta base, son muy escasos en la naturaleza y sobre todo en el continente Americano. Petróleos típicos de esta clase son algunos de California (EE.UU.), de los montes Urales (Rusia) y sobre todo el Borneo y Sumatra. En Colombia no hay crudos que se puedan catalogar como pertenecientes a esta base.

Las características físicas más sobresalientes de este tipo de crudos son las siguientes: Son pesados, viscosos, color oscuro, con un poco de olor alquitrano, presentan fluorescencia muy marcada cuando se exponen ala luz ultravioleta. Por lo general están contaminados en cantidades apreciables por compuestos orgánicos e inorgánicos. Dan bajo rendimiento en gasolinas (no más del 15 %) aunque de óptimas cualidades en cuanto al octanaje. También se pueden obtener de ellos buenos disolventes orgánicos (Benceno, Tolueno, etc.); estos crudos no se procesan para obtener de ellos querosenes ni lubricantes por que la presencia de hidrocarburos aromáticos en esta clase de derivados es inconveniente o perjudicial.

El costo d refinamiento de los productos de este tipo de crudo es alto, debido a la presencia de contaminantes sobre todo sulfurados y oxidados. Geológicamente parece que son de la era cenozoica.

El precio promedio es bastante alto, primero por su escasez en el mundo y segundo porque la mayoría de sus productos son la materia prima por excelencia de la industria petroquímica. El petróleo base aromática producida en el mundo es poca.

Crudos Base Mixta o Intermedia: Como su nombre lo indica son todos aquellos crudos que poseen parafinas nafténicos en proporciones que pueden oscilas entre 60 y 40 % de esas dos clases de crudos respectivamente.

En consecuencia todos estos crudos poseen características o propiedades físicas y rendimientos intermedios entre los dos primeros tipos de crudos estudiados.

CONTAMINANTES DEL PETRÓLEO:

Los compuestos de naturaleza inorgánica son los que contienen N, S, O2 y elementos metálicos. Se encuentran en menores proporciones, las cuales van a depender de la naturaleza del crudo. Es interesante conocer la composición en elementos orgánicos, porque dependiendo de ésta, someteremos al crudo a uno u otro tratamiento, y obtendremos unos productos u otros.

Algunos ejemplos de compuestos inorgánicos son:

compuestos sulfurados mercaptano. compuestos de O2.

compuestos de N2.

compuestos de metales (Li, Na, V, (va unido a compuestos nitrogenados).

BASE DERIVADOS DEL PETRÓLEO

FACTOR DE CARACTERIZACION

Parafina (P)

Gasolina Sobre 12

Parte destilada

Sobre 12.2

Parafina intermedia (PI)

Gasolina SOBRE 12

Parte destilada 11.4-12.1

Intermedia Parafina (IP)

Gasolina 11.5-12

Parte destilada Sobre 12.2

Intermedia Gasolina 11.5-12

Parte destilada 11.4-12.1

Intermedia Nafténica (IN)

Gasolina 11.5-12

Parte destilada Bajo 11.4

Nafténica Intermedia (NI)

Gasolina Bajo 11.5

Parte destilada 11.4-12.1

Nafténica Gasolina Bajo 11.5

Parte destilada Bajo 11.4

Combinados con los compuestos de las series o combinaciones, se encuentran oxígeno principalmente en los ácidos nafténicos, nitrógeno en los crudos de base Nafténica, azufre en diferentes formas: libre disuelto, como H2S o como compuestos orgánicos tipo tiofenos, ácidos sulfónicos, mercaptanos, alquilsulfatos y alquilsulfitos. También se encuentran compuestos organometálicos que contienen hierro, níquel, cadmio, cobalto, vanadio y arsénico.

La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes intervalos:•El petróleo contiene tal diversidad de componentes que difícilmente se encuentran dos tipos idénticos.•Mediante las actividades de exploración y perforación la industria petrolera estudia la corteza terrestre y el subsuelo para buscar, ubicar, cuantificar y producir yacimientos de gas y/o petróleo confines comerciales.

Elementos % Peso Carbón 84 – 87 Hidrógeno 11 – 14 Azufre 0 – 2 Nitrógeno 0.2

Los crudos también se clasifican en ácidos y dulces:Los crudos ácidos son altamente corrosivos por su contenido de CO2 y H2SO4.Los crudos dulces no poseen gases o sustancias corrosivas, son los más frecuentes.

CLASIFICACIÓN % AZUFRE DULCES <0.5 AGRIOS >1

COMPARACION DE LA CALIDAD DE PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO EN LATINOAMERICA

GASOLINA ECOLÓGICA EN COLOMBIA

• El plan incluye modernización de las refinerías, importaciones de diesel de alta calidad, incursión en biodiesel y mayores conversiones de vehículos a gas natural.

Ecopetrol S.A. presentó un ambicioso plan para mejorar la calidad de los combustibles producidos en Colombia y contribuir a la conservación del medio ambiente.

El plan se compone de cinco proyectos que comprometen inversiones por cerca de US$1.500 millones para los próximos cuatro años. Los proyectos ya están en ejecución con resultados visibles.

Los cinco proyectos son:

1. Planta de hidrotratamiento en Barrancabermeja: Permitirá que la gasolina y diesel producidos en esa refinería cumplan con la regulación ambiental en cuanto al contenido de azufre en 2010. Las inversiones superan los US$420 millones y el contrato principal ya fue adjudicado y está en marcha.

2. Modernización de la refinería de Cartagena: Incluye la construcción de plantas de hidrotratamiento que permitirán cumplir con estándares internacionales en gasolina y diesel. Ya fue seleccionado el socio, creada la nueva sociedad y garantizados los recursos para ejecutar el proyecto que se estima en al menos US$880 millones.

3. Importación diesel de alta calidad: Se importará diesel de bajo contenido de azufre para mezclarlo con el nacional durante los próximos tres años para ir mejorando gradualmente la calidad mientras se construyen las plantas de hidrotratamiento. Se estima que las importaciones arranquen en 2007 con cerca de 5.000 barriles por día y aumenten en los siguientes años. El presupuesto para este proyecto es de US$165 millones.

4. Masificación Gas Natural Vehicular: En los últimos cuatro años se pasó de cerca de 18.000 a 160.000 vehículos convertidos. El objetivo es llegar a 500 mil vehículos en 2011. Se constituyó un fondo de más de US$12 millones para incentivar las conversiones y reducir las emisiones de monóxido de carbono.

5. Liderazgo en biodiesel: Ecopetrol participará como inversionista en la construcción de una planta en Barrancabermeja con capacidad de 100  mil toneladas al año, con una inversión de US$23 millones. La mezcla se iniciará en primer trimestre de 2008 y permitirá reducir las emisiones de material particulado entre 3 y 25%.

Ecopetrol señaló que se requiere la participación de otros actores para lograr mejorar la calidad del aire en las principales ciudades del país, que está afectado por otras variables como la edad del parque automotor, la tecnología de los motores, la movilidad urbana y el control sobre otras fuentes como la industria.

"En Ecopetrol reconocemos que la solución comienza por mejorar la calidad de los combustibles que producimos y por eso estamos trabajando en este ambicioso plan. Pero también tenemos que ser claros en que hay que atacar otros factores  de contaminación si se quiere tener un impacto real en el aire que respiramos", aseguró el presidente encargado de Ecopetrol, Mauricio Salgar.

El directivo presentó algunos indicadores y mediciones que demuestran que la mejora de la calidad de combustibles por si sola no se traduce en una disminución del material particulado. Por ejemplo, las emisiones de un vehículo con mantenimiento y carburación deficientes no se reducen cuando utiliza combustible de alta calidad.

Así mismo, estudios recientes muestran que las zonas de mayor contaminación (material particulado) en Bogotá no coinciden con las áreas de mayor tráfico vehicular, sino con la presencia de fuentes fijas como la industria.

Ecopetrol presentará periódicamente avances del plan de mejoramiento de los combustibles y está dispuesta a participar junto a otras entidades en estudios de calidad y monitoreo del aire.

A continuación se darán algunas estadísticas que tiene que ver con el efecto que tiene el uso de etanol en las emisiones de monóxido de carbono.

PROYECTOS A EJECUTARSE EN EL FUTURO POR ECOPETROL

BIOCETANO (procesamiento aceite vegetal en Refinerías)Consiste en la inserción de materia prima renovable en el esquema de refinación de petróleo para la producción de un nuevo Diesel, no requiere etanol.

Algas (desarrollo materia prima de segunda generación)• Alto potencial de producción de aceite por hectárea.• Selección de variedades nativas para la producción de aceites en un Bioreactor.21Incremento en Mezclas en Flotas SITM - Prueba de ruta con Si 99• Pruebas en curso de mezclas de B5, B10, B20, B30 y B50• Resultados satisfactorios a los 50,000 y 100,000 Km. de recorrido de los Buses.Incremento de mezclas alcohol - Protocolo E20• Pruebas en vehículos de mezclas E20, para definir la viabilidad técnica de aumentar la mezcla.

TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DEL PETROLEO

Teoría Inorgánica

Según los trabajos de Berthelot (1866), Mendeleiev (1897), Moissan (1902), la formación de los aceites minerales se deberían a la descomposición de carburos metálicos por la acción del agua. Las aguas de infiltración, en contacto con los carburos metálicos contenidos en las profundidades del suelo, darían hidrocarburos acetilénicos de cadena corta, que se transformarían en hidrocarburos saturados, cada vez más complejos, polimerización y condensación.

Así es como una hipótesis, hace intervenir una reacción catalítica con fijación de hidrógeno, en presencia de metales como el níquel, en estado muy dividido.

Algunos geólogos han pensado vincular la formación de aceites minerales a fenómenos volcánicos: en efecto, los restos de terrenos eruptivos a menudo contienen hidrocarburos, y el azufre, producto volcánico por excelencia, constituye casi constantemente las tierras petrolíferas. Se comprueba también, en el curso de las erupciones, un desarrollo de hidrocarburos gaseosos que podrían polimerizarse en el curso de los fenómenos posvolcánicos. Pero esta Hipótesis no encara la posibilidad de descomposición de los petróleos a la temperatura de las bocas de erosión es muy elevado, y aunque se ha verificado en algunos yacimientos (Caúcaso, Rumanía, Galitzia), no ha sucedido lo mismo en las regiones petrolíferas del Canadá, Texas y Rusia del Norte.

Teoría Orgánica

Según el naturalista Alemán Hunt, los petróleos se habrían formado en el curso de los siglos por descomposición de plantas y de animales marinos. En apoyo de esta hipótesis se invoca generalmente la presencia de tal gema y restos orgánicos en los sondajes petrolíferos. La destilación bajo presión del aceite de hígado de Bacalao o de cuerpos grasos provenientes de animales marinos mostraría, según el químico Egler, que los petróleos se originan por la acción del calor central, ejercido bajo fuertes presiones, sobre los cadáveres fósiles de esos animales.

Apoyaría la hipótesis del origen animal de estos aceites el poder rotatorio que posee la mayor parte de ellos, que probablemente se debe a la presencia de colesterina. Desgraciadamente, los yacimientos de petróleo se encuentran en terrenos antiguos donde la geología nos enseña que la vida se hallaba muy poco desarrollada.

Teoría Microorgánica

Sería muy posible que la génesis de los petróleos derivase, al menos en parte, de formas animales y vegetales de organización muy primitiva como las algas, diatomeas, los protozoarios (foraminíferas). La descomposición por el agua del plancton marino, y sobre el Faulschlamn, de las profundidades constituido por plantas y animales microscópicos, podría proporcionar petróleo en ciertas condiciones. Lo que parece confirmar esta idea es la coexistencia de antiguas líneas costeras o de formaciones marinas, con ciertos yacimientos.

En la actualidad se da más crédito a la hipótesis orgánica para explicar la enorme cantidad de sustancias madres necesarias para la producción de miles de millones de petróleo extraídas hasta el presente, ha sido necesario como en cierta época, un hundimiento o una brusca modificación de las condiciones de vida que provoco la muerte de numerosos animales marinos. Para el químico marino Mrazec, no sería extraña a la transformación de los restos orgánicos, una acción microbiana anaerobia, y el biólogo francés Laigret ha demostrado que el bacillus Perfringens puede producir fermentaciones, dando metano y hidrocarburos análogos a los petróleos.

Teoría Convencionalmente aceptada

La composición química del petróleo (con 95 a 99 por ciento de carbono o hidrogeno) no implica forzosamente un origen orgánico. No obstante, generalmente se le considera así por dos razones:

1.- El petróleo tiene ciertas propiedades ópticas.

2.- El petróleo contiene nitrógeno y ciertos compuestos (porfirinas) que únicamente pueden proceder de materiales orgánicos.

Por otra parte, el petróleo casi siempre se encuentra en rocas sedimentarias marinas. En efecto el muestreo realizado en algunos del fondo de los mares sobre las plataformas continentales ha revelado que los sedimentados de grano fino que están acumulándose hoy día contienen hasta 7 por ciento de materia orgánica que es potencialmente apta desde el punto de vista químico para transformarse en petróleo. En este hecho vemos una aplicación más del principio de uniformidad.

Aunque las etapas de formación del petróleo apenas si se conocen, la teoría que se expone a continuación está ampliamente difundida y apoyada por superficies hechas como para estar, al menos un tanto cerca de la verdad.

La materia original consiste en organismos marinos simples, principalmente plantas que viven en abundancia en la superficie y cerca de la misma. Ciertamente no falta tal material: la observación y las medidas practicadas indican que el mar produce cuando menos 400 kilogramos de materia proteica por hectárea cada año y en las aguas más productivas cerca de la orilla crecen hasta 2.5 toneladas por hectárea al año. Esta última cifra representa más de lo que podría cosechar el rancho o la granja más productiva.

La materia orgánica se acumula en el fondo, sobre todo en cuencas donde el agua está estancada y es pobre en oxigeno y en consecuencia los animales necrófagos no devoran la sustancia orgánica ni esta se destruye por oxidación. En cambio sufre el ataque y la descomposición por bacterias, que separan y eliminan el oxigeno, nitrógeno y otros elementos, dejando el carbono y el hidrogeno residuales. Los sedimentos ricos en materia orgánica actualmente en proceso de acumulación, están llenos de bacterias.

Al sepultarse profundamente bajo sedimentos más finos que se depositan posteriormente, se destruyen las bacterias y se aportan presión, calor y tiempo para que puedan verificarse los cambios químicos posteriores que convierten la sustancia orgánica en gotitas de petróleo líquido y en minúsculas burbujas de gas.

La compactación gradual de los sedimentos que las contienen a consecuencia de su peso cada vez mayor, reduce el espacio entre las partículas de roca y expulsa el petróleo y gas hacia las capas cercanas de arena o arenisca, donde los poros son más grandes.

Ayudados por su menor peso especifico que les permite flotar y quizá por la circulación de las aguas subterráneas, el aceite y el gas generalmente se mueven hacia arriba a través de la arena hasta que alcanza la superficie se disipan o bien, hasta que se detiene y acumulan una trampa y forman un yacimiento.

BIBLIOGRAFÍA

Latinoamericano y de la Conferencia de ingeniería petrolera caribeña, 21-23 de abril de 1999, Caracas, Venezuela, SPE 53998-MS.

http://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum.

http://www.ecopetrol.com.co/especiales/CartaPetrolera.

http://nelsoncobba.blogspot.com/2007/10/principales-teorias-que-explican-el.html

http://www.ecopetrol.com.co/especiales/Informe_Carta_Abr2006/rev_refinacion2.htm

http://www.semana.com/documents/Doc-1741_2008916.pdf