Compuesto Metano Etano Propano Eteno Propeno Etino Formula CH4 H H C H H C2 H6 C3H8 C2H4 H2C=CH–CH3 C3H6 C2H2 Propiedades Fisicas ӝ Es menos denso que el agua y soluble en disolvente apolares ӝ Posee un átomo de carbono, su punto de fusión es -182.5 ° C y su punto de ebullición es de -161,6 ° C. Se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente . Su indice de octanaje es mayor a l de la gasolina tiene una presión de vapor inferior, resultando en menores emisiones evaporativas . La combustión en el aire es inferior a la de la gasolina, lo que reduce el número y la importancia de los incendios en los vehículos. su punto de fusión es -183.3° y su punto de ebullición es de -88.6 ° C. Es gaseoso e incoloro combustible que se halla en el petróleo americano. Tiene 4 átomos de Carbono, su punto de fusión es -138.3° y su punto de ebullición es de -0.5 ° C. Es de apariencia incolora con una Densidad 1178 kg/m3; (1.178 g/cm3) y una Masa molecular 28,05 uma Punto de fusión 103,96 K ( Punto de ebulliciones 169,46 K ( Temperatura crítica 282.9 K ( Presión crítica 50,7 atm. Masa molecular: 42,1 g/mol Punto de fusión: –185,3 ºC Punto de ebullición: –48 ºC Temperatura de ignición: Presión de vapor a 20 ºC: 10.200 hPa Nº CAS: 115-07-1 Concentración máxima permitida en los lugares de trabajo: 5 ppm (15 mg/m3). Límites de explosividad: 2,0 - 11,1% de propeno en el aire. fuente de iluminación. En la vida diaria el acetileno es conocido como gas utilizado en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas (hasta El acetileno es además un producto de partida importante en la industria química. Hasta la segunda guerra mundial una buena parte de los procesos de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importancia debido a los elevados costes energéticos de su generación. Disolventes como el tricloretileno, el tetracloretano, productos de base como viniléteres y vinilésteres y algunos carbociclos (síntesis según Reppe) se obtienen a partir del acetileno. Éste también se utiliza en especial en la fabricación del cloroetileno (cloruro de vinilo) para plásticos, del etanal (acetaldehido) y de los neoprenos del caucho sintético. Propiedades Químicas ӝ Es un hidrocarburo muy inerte. ӝ Debido a la elevada estabilidad de los enlaces de Carbono y oxigeno y su baja polaridad, no se ve afectado por ácidos o bases fuertes ni por oxidante como el permanganato ӝ Aunque posee una elevada energía de activación su combustión es muy exortemica. Su estructura es única ya que existe una sola manera de unir los átomos de carbono en estas moléculas No se ve afectado por ácidos o bases fuertes ni por oxidantes como el permanganato. Posee baja polaridad. No se ve afectado por ácidos o bases fuertes ni por oxidantes como el permanganato. Posee de acidez 44 pk es de una solubilidad miscible Uso Negativo En combinación con el aire y el carbón suele causar mezclas explosivas Se utiliza para la formación del monóxido de carbono (CO) que es altamente tóxico. Positivo Como mezcla con la gasolina con el objetivo de un aumento del octanage de la gasolina. Como etano puro, compuesto de etano hidratado, a 95,5 GL. sustituto del gas obtenido por destilación seca de la hulla Una vez extraído el crudo se procede a un tratamiento de refino para obtener los distintos productos que provienen de este aceite, entre ellos el gas propano. Su principal aplicación es servir de combustible en hogares, comercios e industrias Obtención de polímeros. Se puede hacer reaccionar con benceno para dar etilbenceno, que puede polimerizarse dando poliestireno. El etilenglicol también sirve como anticongelante, y el óxido de etileno se puede emplear para la síntesis de algunos éteres glicólicos (para pinturas o tensioactivos) y otros productos. . La polimerización se puede llevar a cabo de forma radicalaria aunque en la polimerización catalítica se obtienen productos con mejores calidades que además son mejor controlables. Los catalizadores empleados eran originalmente del tipo Ziegler-Natta. Actualmente se están sustituyendo por otros sistemas basados en zirconocenos. Como fuente de iluminación. En la vida diaria el acetileno es conocido como gas utilizado en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas (hasta El acetileno es además un producto de partida importante en la industria química. Hasta la segunda guerra mundial una buena parte de los procesos de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importancia debido a los elevados costes energéticos de su generación. Disolventes como el tricloretileno, el tetracloretano, productos de base como viniléteres y vinilésteres y algunos carbociclos (síntesis según Reppe) se obtienen a partir del acetileno. Éste también se utiliza en especial en la fabricación del cloroetileno (cloruro de vinilo) para plásticos, del etanal (acetaldehido) y de los neoprenos del caucho sintético. PETROLEO ¿Qué es el petróleo? Es una sustancia oleosa de color oscuro, se encuentra en depósitos bajo la corteza terrestre, derivada de los restos fósiles de animales prehistóricos, que esta compuesta por hidrogeno y carbono (hidrocarburo). Puede hallarse en estado líquido o en estado gaseoso; Si lo encontramos en estado líquido se le llama “crudo” y en estado gaseoso gas natural.
- Viscosidad: Los petróleos crudos tienen diferentes viscosidades; algunos son muy fluidos y otros muy viscosos. Los aceites compuestos de hidrocarburos de las series CnH2n-2 y CnH2n-4 son viscosos. Los petróleos pesados en general están compuestos por gran cantidad de estos hidrocarburos.
Su Viscosidad cinemática a 50°C: 1013 cSt
La viscosidad varia según el peso especifico . La viscosidad de los aceites del mismo peso específico pero de diferente origen, no es la misma. Esto se debe a su diferente composición química.
- Solubilidad: Es insoluble en agua, sobre la cual sobrenada por su peso específico menor. A esto se debe su peligrosidad cuando se derrama en los puertos, o cuando es necesario combatir incendios en los tanques de almacenaje.
Es soluble en benceno, éter, cloroformo, y otros solventes orgánicos.
- Ebullición: Puede variar de acuerdo a la clase de petróleo que se trate y la concentración de hidrocarburos que posean.
- Fluorescencia: Posee cierta fluorescencia. Da tonos azules en petróleos rudos y otras tonalidades en petróleos américanos.
- Punto de Inflamación:
- Punto de Combustión: Siempre en mayor la inflamación entre 20 y 30° C.
- Arrastre de vapor de agua: Es importante para su refinación y destilación; los componentes se dejan arrastrar por el vapor de agua.
- Densidad: Los crudos pueden pesar menos que el agua (livianos y medianos) o tanto o más que el agua (pesados y extrapesados). De allí que la densidad pueda tener un valor de
- Conductividad eléctrica: Pequeña en hidrocarburos líquidos
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Teorías del origen del Petróleo (Estudio de las capas geológicas de la tierra) Hipótesis orgánica de Engler . Según esta teoría el petróleo proviene de zonas profundas de la tierra o mar, donde se formó hace millones de años. Esta teoría plantea que organismos vivos (peces, y pequeños animales acuáticos y especies vegetales), al morir se acumularon en el fondo del mar y se fueron mezclando y cubriendo con capas cada vez más gruesas de sedimento como lodo, fragmentos de tierra y rocas, formando depósitos sedimentarios llamados rocas generadoras de crudo. La acumulación de otras capas geológicas sobre estos depósitos formó la “roca madre” y generó condiciones de presión y temperatura lo que facilitó la acción de bacterias anaeróbicas para transformar lentamente la materia orgánica en hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrógeno) con pequeñas cantidades de otros elementos. El petróleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el subsuelo y para que éste se acumule, deben cumplirse algunas condiciones básicas: Debe existir una roca permeable para que, bajo presión, el petróleo pueda moverse a través de los poros microscópicos de la roca y debe existir una roca impermeable dispuesta en forma tal, que evite la fuga del petróleo y el gas natural hacia la superficie. El material orgánico debe estar en abundancia para que se forme un yacimiento. Esta teoría es una de la más aceptadas ya que todos los yacimientos petroleros se han encontrado en terrenos sedimentarios y además en ellos, siempre se han encontrado restos fósiles de animales y vegetales. Teoría inorgánica de Mendeleev: Según esta teoría se habría originado por la acción del agua sobre carburos metálicos produciendo metano y acetileno. Los demás componentes se habrían generado por reacciones químicas posteriores. Esta teoría se ha descartado porque no justifica la presencia de restos fósiles de animales y vegetales en los yacimientos. Teoría inorgánica de Thomas Gold: Sugiere que el gas metano que suele encontrarse en los yacimientos de petróleo, pudo haberse generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formación de Sabemos que del crudo y gas natural se ubica en las capas geológicas que durante un proceso natural que ha sufrido y sufre la corteza terrestre desde la época en la que se estaba formando el planeta, trajo aparejado el levantamiento de capas geológicas que anteriormente estaban a grandes profundidades. MOdelos en los que se basan las teorías
Modelo geostático
Se consideraron las variadas medidas en distintos momentos gravitacionales, de las diferentes capas obtenidas por diversos satélites orbitales.
En este modelo el petróleo se encuentra en la corteza.
Relación de derivados de petróleo. GASOLINA LIGERA Destilada a partir del petróleo crudo, debe ser estabilizada, es decir, separada del butano y del propano y luego, con ayuda de un reactivo o de un catalizador, se neutraliza los compuestos sulfurados malolientes y corrosivos. GASOLINA PESADA Debe ser reformada para hacerla apta para servir en los motores de explosión. Esta operación se efectúa en presencia de un catalizador de platino, hacia 500 º centígrados y a una presión de Una reacción típica, acompañada de producción de hidrógeno, consiste en transformar en aromáticos los hidrocarburos de calidad inferior, los naftalenos. Va acompañada de otras reacciones, principalmente de desulfuración, y da una gasolina de alto índice de octano, el supercarburante, propio para la alimentación de los motores de elevado coeficiente o grado de comprensión. GASOLINA DE AVIACIÓN Se obtiene por síntesis a partir de hidrocarburos gaseosos. Esta acción (alquilación) utiliza el ácido sulfúrico o fluorídrico como catalizador. La calidad final de carburantes es mejorada por la incorporación de plomo tetraélico. PETRÓLEO LAMPANTE (QUEROSENO) Se obtiene por destilación del petróleo, corrientemente utilizado, antes que su empleo en quinqués y lámparas de mecha fuera reemplazado paulatinamente por alumbrado eléctrico. Sirve igualmente como combustible para ciertas estufas. Su punto de inflamación no puede rebasar los 40º centígrados, a fin de limitar estrictamente la adicción de gasolina, que lo haría demasiado inflamable. Una importante aplicación del queroseno consiste en la preparación de carburreactores, o carburantes especiales para motores de reacción de aviones. GAS-OIL Carburante propio para motores diesel rápidos. Debe ser desulfurado por hidrogenación catalítica. Si el crudo contiene un exceso con relación a la gasolina, puede ser5 sometido a una operación de cracking a 500º centígrados, en presencia de un catalizador de cobalto-molibdeno. La gasolina que se obtiene es de excelente calidad. FUEL-OIL Son los residuos pesados de la destilación o del cracking (aceites combustibles), o mazut, utilizados para la calefacción doméstica o industrial. PRODUCTOS PESADOS Son los provenientes de una destilación al vacío del residuo de primera destilación y del desasfaltado de este residuo al vacío. Son los aceites, parafinas y betunes. Estas materias deben ser tratadas con ayuda de un disolvente (fenol o sulfuros) para extraer de ellas los compuestos inestables y aromáticos. Uso y aplicaciones de los derivados del petróleo
Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.
Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.
ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.
Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".
Cocinol - Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.
Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.
Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico
Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.
Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.
Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.
Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.
Ceras parafínicas - Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
Acido nafténico - Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas
Benceno - Sirve para fabricar ciclohexano.
Ubicación de las reservas nacionales e internacionales del petróleo Nombres de las principales compañías petroleras y donde actúan REPSOL YPF ROCH . PETROBAS Petrolera de Brasil. PODIUM La primera nafta 100. PDVSA Petróleo de Venezuela. SHELL Shell de Chile. SNMPE Minería, Petróleo y Energía de Perú. IMP Instituto Mexicano de Petróleo. TEXACO SHELL EXXON CHEVRON AMOCO AGIP Agip, Agencia Petrolera Italiana. CASTROL
La refinación del petróleo empieza con la destilación o fraccionamiento del petróleo crudo en grupos de hidrocarburos separados. Los productos resultantes están directamente relacionados con las características del crudo procesado. La mayor parte de los productos destilados se convierten posteriormente en otros productos más utilizables cambiándoles el tamaño y estructura de las moléculas de sus hidrocarburos a través del rompimiento (“cracking”), reformado y otros procesos de conversión. Estos productos convertidos son sujetos a varios tratamientos y procesos de separación como la extracción, hidrotratamiento y endulzamiento para remover constituyentes indeseables y para mejorar la calidad del producto. Las refinerías integradas incorporan el proceso de fraccionamiento, tratamiento de conversión y operaciones de mezclado y pueden incluir también el procesamiento de los petroquímicos.
Operaciones en la refinación
Los procesos y operaciones de refinación de petróleo pueden separarse en cinco áreas básicas:
Fraccionamiento
El fraccionamiento (o destilación) es la separación del petróleo crudo usando torres atmosféricas y de vacío en grupos de compuestos hidrocarburos de distintos rangos de punto de ebullición llamados fracciones o cortes.
Conversión
Los procesos de conversión cambian el tamaño y/o estructura de las moléculas de hidrocarburos. Estos procesos incluyen:
- Descomposición (division) por “cracking” térmico y catalítico
- Unificación (combinación): alquilación y polimerización
- Alteración (rearreglo): isomerización y reformado catalítico
Tratamiento
Los procesos de tratamiento buscan preparar las corrientes de hidrocarburos para procesos adicionales y para preparar productos finales. El tratamiento puede incluir la remoción o separación de aromáticos y naftenos, así como impuresas y contaminantes indeseables. El tratamiento puede involucrar separaciones físicas o químicas como: disoluciones, absorciones o precipitaciones usando una variedad e incluso combinaciones de procesos como: desalamiento, secado, hidrodesulfuración, refinación por solventes, endulzamiento, extracción con solventes y eliminación de ceras con solventes (“dewaxing”).
Formulación y mezclado
La formulación y mezclado es el proceso de combinar fracciones de hidrocarburos, aditivos y otros componentes para producir productos terminados con propiedades de específicas en cuanto a su desempeño .
Otras operaciones en la refinación
Dentro de las otras operaciones que se llevan a cabo en refinerías, se encuentran la recuperación de ligeros, "stripping" de agua ácida, tratamiento de deshechos sólidos y de agua, tratamiento y enfriamiento de agua de proceso, almacenamiento, manejo y transportación de productos, producción de hidrógeno, tratamiento de ácidos y “colas”, y recuperación de azufre.
Las operaciones e instalaciones auxiliares incluyen la generación de energía y vapor, sistemas de agua contra incendio y de proceso, sistemas de relevo, hornos y calentadores, bombas y válvulas, suministro de vapor, aire, nitrógeno y otros gases, alarmas y sensores, controles de ruido y contaminación, muestreo, pruebas, inspección, laboratorio, cuarto de control, mantenimiento, e instalaciones administrativas.
LA IMPORTANCIA DEL ETANOL
El etanol es un alcohol liquido compuesto por hidrogeno, carbono y oxigeno que se genera de la fermentacion de la glucosa en cosecha de maíz y caña de azucar principalmente.
Como producir etanol
La planta recibe el grano entero luego estos granos seran molidos hasta quedar en un polvo fino llamado comida; luego esta comida es mezclada con agua para formar una papilla , se agregan enzimas catlizadoras ( que aceleran las reacciones quimicaas en los seres vivientes), esta papilla es cocinada a altas temperaturas para reducir las bacterias luego esta mezcla es bombeada con agua hacia un sistema cerrado de tuberias.
Al puré se le agrega levadura para fermentar los azúcares -cada molécula de glucosa produce dos moléculas de etanol y dos de dióxido de carbono- y con ello obtener el etanol y el anhídrido carbónico. Usando un proceso continuo, el puré fluirá a través de varios fermentadores hasta que fermente completamente. En este proceso el puré permanece cerca de 48 horas antes que comience el proceso de destilación. En la fermentación, el etanol conserva mucha de la energía que estaba originalmente en el azúcar, lo cual explica que el etanol sea un excelente combustible.
Destilación: El puré fermentado, ahora llamado cerveza, contendrá alcohol -cerca del 15%- y agua -al 85%-, así como todos los sólidos no fermentables del maíz y de la levadura. El puré entonces será bombeado a un flujo continuo, en el sistema de la columna de destilación, donde la cerveza se hierve, separándose el alcohol etílico de los sólidos y del agua. El alcohol dejará la columna de destilación con una pureza del 90 al 96%, y el puré de residuo, llamado stillage, será transferido de la base de la columna para su procesamiento como subproducto.
Deshidratación: El alcohol pasa a través de un sistema que le quita el agua restante. La mayoría de las plantas utilizan un tamiz molecular para capturar las partículas de agua que contiene el etanol al momento de salir del sistema de destilación. El alcohol puro, sin el agua, se lo denomina alcohol anhidro.
Desnaturalizado: El etanol que será usado como combustible se debe desnaturalizar con una cantidad pequeña (2-5%) de algún producto, como nafta, para hacerlo no apto para el consumo humano.
Subproductos: Hay dos subproductos principales del proceso: el anhídrido carbónico y los granos destilados. El anhídrido carbónico se obtiene en grandes cantidades durante la fermentación. Muchas plantas lo recogen, lo limpian de cualquier alcohol residual, lo comprimen y lo venden para ser usado como gasificante de las bebidas o para congelar carne. Los granos destilados, húmedos y secos -DDGS-, se obtienen del stillage, el cual se centrífuga para separar los sólidos suspendidos y disueltos. Un evaporador se utiliza para concentrar los sólidos suspendidos y disueltos y después se envían a un sistema de secado para reducir el contenido de agua a aproximadamente un 10/12%. Los DDGS contienen el núcleo del maíz menos el almidón. Algunas plantas también elaboran un jarabe que contiene algunos de los sólidos que pueden ser comercializados juntos o en forma independiente de l os granos destilados.
Desventajas
El bajo rendimiento energético en términos de balance: Hace falta casi tanta energía para producirlo como la que vá a entregar como combustible (1:1,3 aproximadamente, contra 1:7 del petróleo)
La deformación que traería en los mercados cerealeros, haciendo aumentar en gran medida el valor de los granos que se empiecen a usar para producir Etanol, en lugar de usarse como alimento humano o ganadero.
Es decir: un uso masivo del etanol como combustible, haría subir el precio del maíz (principalmente), que es la base de la alimentación de muchos pueblos, especialmente latinoamericanos, en forma directa o indirecta (cría de ganado)
Los grandes espacios de cultivos que se necesitan.
Es que se trata de un producto derivado de diversos vegetales, con lo que es un recurso RENOVABLE, a diferencia de los combustibles fósiles (petróleo) que tienden a acabarse irremediablemente.
Paises productores de Petroleo
| Reservas de petróleo mundiales (2001) | * Miles de millones de barriles |
|---|---|
| Arabia Saudí | 265, 3 |
| Irak | 115 |
| Kuwait | 98 |
| Irán | 96,4 |
| Emiratos Arabes Unidos | 62,8 |
| Rusia | 54,3 |
| Venezuela | 47,6 |
| China | 46,6 |
| Libia | 30 |
| México | 26,9 |
| Nigeria | 24,1 |
| Estados Unidos | 22 |
| Argelia | 12,7 |
| Noruega | 10,1 |
