El petroleo  y la industria petroquimica
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

El petroleo y la industria petroquimica

on

  • 1,419 views

que es y su s principales usos en la industria

que es y su s principales usos en la industria

Statistics

Views

Total Views
1,419
Views on SlideShare
1,419
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
37
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

El petroleo  y la industria petroquimica El petroleo y la industria petroquimica Document Transcript

  • FES Aragón. 1 El petróleo. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ARAGÓN. Química en ingeniería. El Petróleo. Alumnos: Rivera Barajas Jazmín. Velazco Martínez Joan. Fernández Cano Veronico David Ricardo. Fecha de realización: 14112013.
  • FES Aragón. 2 El petróleo. El Petróleo. El petróleo o aceite crudo está formado en su mayoría por hidrocarburos y también contiene pequeñas cantidades de compuestos orgánicos que tienen nitrógeno, azufre y oxigeno. Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxigeno; el contenido de azufre varía entre un 0,1 y un 5%. Dichos hidrocarburos pueden separarse por destilación fraccionada de la que se obtienen aceites ligeros (gasolina), vaselina, parafina, asfalto y aceites pesados. Se presenta en la naturaleza en los tres estados de la materia: sólido (bitumen natural). líquido (crudo). gaseoso (gas natural). La composición elemental del petróleo normalmente varía entre estos intervalos: Elemento Peso % Carbono 84-87 Hidrógeno 11-14 Azufre 0-2 Nitrógeno 0,2 El petróleo es un líquido insoluble en agua y de menor densidad que ella. Dicha densidad está comprendida entre 0.75 y 0.95 g/ml. Hidrocarburos de uno a cuatro átomos de carbono: Se presentan en estado gaseoso, son inflamables y no tienen color ni olor. Entre ellos se encuentran: Es el principal constituyente del gas natural; se utiliza como combustible en el hogar y en automóviles. Asimismo, es materia prima en la producción de amoniaco, formaldehído, dióxido de carbono, tetracloruro de carbono y cloroformo, entre otros.
  • FES Aragón. 3 El petróleo. Es materia prima en la fabricación de polietileno, óxido de etileno y vinilo que, a su vez, se utilizan en la producción de envases, juguetes, tuberías, etcétera. Se mezcla con el butano (C4H10) para constituir el gas licuado del petróleo (lo que se conoce como gas LP), que se emplea en los hogares para encender la estufa y el calentador. También es un combustible para automóviles y se emplea en sistemas de aire acondicionado como refrigerante. Hidrocarburos de cinco a veinte átomos de carbono: Se presentan en estado líquido y su color va del amarillo claro al pardo. Grupo Átomos de carbono por molécula Gasolina 5-9 Combustible para vehículos automotores. En la industria se utiliza como desengrasante y disolvente. Kerosina 10-14 Se ocupa para obtener turbosina, el combustible para los aviones. Gasóleo 15-18 Generación de diesel; que es el combustible de tractores, locomotoras, camiones, tráileres y barcos. Uso Hidrocarburos de cinco a Hidrocarburos con más de veinte átomos de carbono: Tienen una apariencia pastosa e, incluso, pueden llegar a ser sólidos a temperatura ambiente. Van del color café oscuro al negro.
  • FES Aragón. 4 El petróleo. Grupo Átomos de carbono por molécula Lubricantes 20-35 Parafinas Combustóleo pesado Asfaltos 25-35 mayor a 39 Uso En máquinas de compresión y automóviles. Fabricación de ceras y velas. Combustible para calderas de termoeléctricas, utilizadas en la generación de energía eléctrica. Pavimentación de calles y carreteras. El origen del petróleo. Uno de los supuestos más aceptados acerca del origen del Petróleo lo constituye la Teoría de Engler, (1911):  1ª etapa. Depósitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares y en el subsuelo. Las bacterias actúan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depósito. Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en aceite.  2da etapa. A condiciones de alta presión y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con grupos carboxílicos, y H2O de los ácidos hidroxílicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso. La continuación de exposiciones a calor y presión provoca un craqueo ligero con formación de olefinas (protopetróleo).  3er etapa. Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Los aromáticos se forman, presumiblemente, por reacciones de condensación acompañando al craqueo y ciclización, o durante la descomposición de las proteínas. Tipos de petróleo. Se pueden clasificar como: Arabian Light, Brent, Dubai, West Texas Intermediate (WTI), Maya, Istmo y Olmeca
  • FES Aragón. 5 El petróleo. La referencia que sustenta esta clasificación es la gravedad API (Instituto de Petróleo Americano), que es una “medida de densidad”. La Gravedad API se basa en la comparación de la densidad del petróleo con la densidad del agua. A mayor número de API asignado, mayor calidad y valor de venta. Las curvas de destilación TBP (del inglés “true boiling point”, temperatura de ebullición real) distinguen a los diferentes tipos de petróleo y definen los rendimientos que se pueden obtener de los productos por separación directa. Por ejemplo, mientras que en el crudo Istmo se obtiene un rendimiento directo de 26% volumétrico de gasolina, en el Maya sólo se obtiene 15.7%. La industria mundial de hidrocarburos líquidos clasifica el petróleo de acuerdo con su densidad API en: Aceite crudo Densidad ( g/ cm3) Densidad grados API Extra-pesado >1.0 10.0 Pesado 1.0 - 0.92 10.0 - 22.3 Mediano 0.92 - 0.87 22.3 - 31.1 Ligero 0.87 - 0.83 31.1 - 39 Súper-ligero < 0.83 > 39 A mayor gravedad API el petróleo será más liviano. Los petróleos ligeros son los más requeridos en el mercado y por lo tanto los de mayor precio. Cotización de los tipos de petróleo País Tipo API Medio Oriente Arabian Light 40° Noruega Brent 38° Asia Dubai 31° EE.UU. West Texas Intermediate (WTI) 39° Maya (pesado) México 21.57° Istmo (ligero) 33.44° Olmeca (superligero) 38.30°
  • FES Aragón. 6 El petróleo. Composición de los distintos derivados del petróleo. 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 y determinan su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes. Además hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrógeno y oxígeno formando familias bien caracterizadas, y un contenido menor de otros elementos. A continuación se muestran algunas de las estructuras de derivados del petróleo. Parafinas Isoparafinas Olefinas Naftenos
  • FES Aragón. 7 El petróleo. Aromático Azufre Nitrógeno Oxígeno
  • FES Aragón. 8 El petróleo. Procesos de refinación del petróleo. Una refinería es un enorme complejo donde ese petróleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraerle buena parte de la variedad de componentes que contiene. Proceso De Topping o Destilación Primaria. El crudo se calienta a 350°C y se envía a una torre de fraccionamiento, metálica y de 50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo". De tal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la torre atraviesan el líquido más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho líquido desborda un plato, cae al inmediato interior. La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350°C en su base, hasta menos de 100°C en su cabeza. Como funciona continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que, de platos ubicados a convenientes alturas, se extraer diversas fracciones. Estas fracciones reciben nombres genéricos y responden a características bien definidas, pero su proporción relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros detalles técnicos. De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilería" recibe el mismo tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el
  • FES Aragón. 9 El petróleo. licuado se expende en garrafas. Las tres fracciones líquidas más importantes son (de menor a mayor temperatura de destilación): -Naftas: Estas fracciones son muy livianas (0,75 g/ml) y de baja temperatura de destilación: menor a 175°C. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de carbono. -Kerosenes: Los kerosenes se destilan entre 175°C y 275°C, siendo de densidad mediana (0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 átomos de carbono. -Gas oil: El gas oil es un líquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destila entre 275°C y 325°C. Sus hidrocarburos poseen más de 18 átomos de carbono.
  • FES Aragón. 10 El petróleo. Queda un residuo que no destila: el fuel oil, que se extrae de la base de la torre. Es un líquido negro y viscoso de excelente poder calorífico: 10000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible en usinas termoeléctricas, barcos, fábricas de cemento y de vidrio, etc. La otra, es someterlo a una segunda destilación fraccionada: la destilación conservativa, o destilación al vacío, que se practica a presión muy reducida, del orden de pocos milímetros de mercurio. Con torres de fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas fracciones que, en este caso, resultan ser aceites lubricantes, livianos, medios y pesados, según su densidad y temperaturas de destilación. El residuo final es el asfalto, imposible de fraccionar. Destilación Secundaria o Cracking. Se entiende por cracking a los procedimientos de calor y presión que transforman a los hidrocarburos de alto peso molecular y punto de ebullición elevado, en hidrocarburos de menor peso molecular y punto de ebullición. Hidrocarburos de muchos átomos de carbono, rompen su cadena y forman hidrocarburos de pocos átomos de carbono constituyentes de las naftas. Con el desarrollo de los motores a explosión, se hizo necesario aumentar la producción de las diferentes variedades de nafta. Craqueo catalítico con catalizador fluido. Este craqueo produce naftas de mejor calidad usando menores presiones. Este proceso se lleva a cabo por medio de una arcilla pulverizada que se comporta como un fluido y después pasa a la torre fraccionadora de cuya cabeza se extrae nafta de gran poder octánico (70,80), de la parte media gas-oil que se lleva al cracking térmico y por la inferior un producto que vuelve al sistema por un reciclo. El cracking aumenta el porcentaje de petróleo que se convierte en gasolina, como indica el siguiente cuadro:
  • FES Aragón. 11 El petróleo. Producto Gasolina Fuel-oil Coque Kerosene Aceites lubricantes Desperdicio Destilación simple 23% 44% 3% 14% 13% 3% Craqueo y posterior hidrogenación 44% 36% 8% 6% 3% 3% Industria petroquímica. Parte de la nafta que se obtiene del petróleo es transformada por la industria petroquímica en diferentes productos: Acetaldehído. Se utiliza en la fabricación de saborizantes y en perfumería; sirve como solvente para extraer penicilina y otros antibióticos; asimismo, se emplea como materia prima en la fabricación de pieles artificiales, tintas, cementos, películas fotográficas y fibras sintéticas, como: el acetato de celulosa y de vinilo. Acrilonitrilo. Se usa, principalmente, en la elaboración de fibras sintéticas; asimismo, sirve como materia prima para producir hule y acrílico, utilizados en las industrias de pinturas, textiles, lacas, recubrimientos y como material biomédico para la fabricación de prótesis dentales. Alcohol etílico o etanol. Es el producto básico de las bebidas alcohólicas, como: el brandy, ron, coñac, vino tinto y blanco, etc.; aunque se obtiene por fermentación de los azucares contenidos en la caña o de frutas como la uva, en muchos países el mayor volumen de este alcohol se produce a partir del etileno; también, sirve para usos farmacéuticos, como solvente industrial, saborizante, cosmético y en la fabricación de detergentes. Amoniaco. Se emplea en la fabricación de fertilizantes y productos de limpieza; además, es materia prima en la producción de explosivos, plásticos, fibras textiles sintéticas y papel. Bióxido de carbono. Se transforma en hielo seco, que se usa como refrigerante en la fabricación de helados y paletas; también, se utiliza en la fabricación de aguas minerales y refrescos gaseosos en general; asimismo, se usa para la elaboración de bicarbonato de sodio (para combatir la acidez estomacal o hacer pasteles). Cumeno. Al unir benceno y propileno se obtiene el cumeno, materia prima del fenol (base para la producción de pegamentos y ácido acetilsalicílico —aspirina—) y la acetona;
  • FES Aragón. 12 El petróleo. también, se emplea en la producción de herbicidas y preservadores de la madera. Dicloroetano. Es útil en la producción de polímeros para tuberías, así como para recubrimientos y asientos automotrices, muebles de oficina y materiales de empaque, además de fibras textiles; también, se emplea para fabricar solventes que desengrasan metales y para el lavado en seco de la ropa. En el terreno de la medicina, sirve como solvente para la extracción de esteroides. Tolueno. Es usado para condimentar el tabaco y producir pastas dentífricas, como germicida en medicina e intermediario en la fabricación de plastificantes y resinas; asimismo, se utiliza como solvente de aceites y resinas; es ingrediente en saborizantes de la industria alimentaria y en la elaboración de perfumes; además, sirve para producir penicilina G y otros productos farmacéuticos, como: anfetaminas y fenobarbital. Polipropileno. Debido a su ligereza y dureza, se usa mucho en la industria automotriz. Se emplea en la fabricación de adornos interiores, revestimiento de los guardafangos (facias), bastidores del aire acondicionado y de la calefacción, ductos y en las cajas de los acumuladores; también, se utiliza en la industria textil, donde compite con fibras naturales, como: yute y henequén. Sirven para tapicería, ropa interior y deportiva, alfombras y cables para uso marítimo; además, compite con el celofán, que se usa, principalmente, en envolturas como material de recubrimiento para empaques. Polietileno. Es un plástico barato que puede moldearse en casi cualquier forma, extraerse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas. Se usa en la fabricación de pañales desechables, en los recubrimientos de cables y alambres, en la producción de bolsas y toda clase de envolturas usadas en el comercio, en la fabricación de juguetes y recipientes alimenticios, así como en las tuberías para el transporte de productos corrosivos y abrasivos. El polietileno en fibras muy finas, interconectadas entre sí y formando una red continua, sirve para hacer cubiertas de libros y carpetas, tapices para muros, etiquetas, batas de laboratorio, mandiles y forros de sacos para dormir. Paraxileno. Se emplea, principalmente, en la industria textil. Óxido de etileno. Se usa para madurar las frutas, así como herbicida y fumigante; es uno de los insumos en la producción de anticongelantes para los radiadores de los automóviles y fibras de poliéster para confeccionar prendas de vestir y solventes; también, se utiliza en la elaboración de hule espuma (poliuretanos). Otro uso de sus derivados es la fabricación de adhesivos y selladores que se emplean para pegar cartón, papel, vidrio, aluminio y telas. Ortoxileno.
  • FES Aragón. 13 El petróleo. Se usa, sobre todo, para la fabricación de policloruro de vinilo PVC. Estireno. Es materia prima para hacer plásticos de poliestireno, que se usa para fabricar artículos para el hogar, como: cubiertas de televisores, licuadoras, aspiradoras, secadoras de pelo, radios, muebles, juguetes, vasos desechables, etcétera; de igual forma, se emplea para empaques y materiales de construcción. Aplicaciones de los derivados del petróleo como combustibles. Octanaje. Medida de la resistencia que presenta la gasolina de autoincendiarse, en algunas zonas de las cámaras de combustión, de forma prematura a la llegada de frente de llama proveniente del punto de chispa eléctrica (bujía). El octanaje puede determinarse por dos técnicas de laboratorio: 1. Research Octane Number (RON). 2. Motor Octane Number (MON). Estas técnicas simulan diferentes modalidades de funcionamiento del motor mediante condiciones moderadas y severas. Kerosén. Fracción refinada del petróleo crudo de color amarillento y catalogada como aceite ligero, Utilizada comúnmente para alumbrar, cocinar , calentar, así como combustible para motores Diesel, cohetes, mecheros, tractores y como base para insecticidas. Naftas. Es extraído por destilación directa del petróleo, es utilizado principalmente como materia prima en la industria petroquímica. La nafta es un combustible muy volátil, altamente inflamable y es utilizado como combustibles para motores a explosión. Clasificación. • Nafta energética: Utilizada para producir gasolina de alto octanaje mediante el reformado catalítico. • Nafta ligera: Obtenida de tope a los 80°C a 100°C de temperatura final de destilación (punto final).
  • FES Aragón. 14 El petróleo. • Nafta pesada: Obtenida con un punto final de 150°C a 180°C. La nafta total es la suma de la nafta pesada y la ligera. BIBLIOGRAFIA. Umland Bellama. QUIMICA GENERAL 1º Edición Editorial Internacional Thomson, 2000 D. F. Shriver P. W. Atwins, C.H. Langford. QUIMICA INORGÁNICA. Editorial Reverté, S.A. Whitten, Davis. Peck. QUIMICA GENERAL 5º Edición Editorial McGraw-Hill Shelman Alan, Shelman Sharon Russkoff Leonel, CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA, Compañía editorial Continental SA de CV. 550 pp 1999, México Raymond Chang. QUÍMICA 6ª. Edición Editorial McGraw-Hill