los procesos de separación y transformación del petróleo
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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación
U.E.N “Domingo Hurtado”Barquisimeto Edo. Lara
Integrantes:Giordimar Mendoza
Katerine RojasJosé A. PerazaDanyi Romero
5to Grado Sección: “F”
Introducción
Desde el último tercio del siglo XIX, el petróleo es la energía primaria más
importante del mundo. Prácticamente todas las actividades económicas, en todo el
mundo, se sustentan en el petróleo como fuente energética, representando alrededor
del 40% de las necesidades energéticas mundiales.
El petróleo es un aceite mineral inflamable. Es un recurso natural no
renovable, por lo que existe la posibilidad del agotamiento de las reservas en el
futuro. Según unos estudios basados en el análisis de la producción y las reservas, se
estima que las reservas durarían unos 40 años, si se mantiene el ritmo de extracción
actual. De todas formas, se piensa que aún hay una gran cantidad de yacimientos por
descubrir, que puede, incluso, superar a los ya localizados.
En la siguiente monografía trataremos puntos específicos acerca del petróleo
tales como Proceso de separación y transformación, propiedades fisicoquímicas,
clasificación y principales cuencas y yacimientos de petróleo en Venezuela.
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Índice
Introducción.................................................................................................................2
Los procesos de separación y transformación del petróleo.....................................4
Propiedades fisicoquímicas del petróleo....................................................................8
Clasificación del Petróleo..........................................................................................12
Yacimientos y Cuencas de Petróleo en Venezuela..................................................14
Conclusión..................................................................................................................18
Bibliografía.................................................................................................................19
Anexos.........................................................................................................................20
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Los procesos de separación y transformación del petróleo
El petróleo crudo una vez extraído del pozo, sube por los cabezales de
producción que se encuentran ubicados en la parte superior (boca del pozo) del pozo.
Este crudo sigue un trayecto y va a un tren de separadores que se encuentran ubicados
en los campos de producción. Debido a que el petróleo en su forma natural se
encuentra en los pozos acompañados de gas, agua, sedimentos e impurezas, debe ser
separado de cada uno de estos elementos.
He allí donde aparecen los trenes de separadores, los cuales son unas especies
de tanques donde el petróleo crudo entra por la parte superior y debido a la gravedad
él se va separando. Los sedimentos se van al fondo, el agua se queda en la parte
media entre los sedimentos y el crudo y el gas en la parte superior.
Este crudo una vez que sale del separador, sale acompañado con el gas. Este
gas se separa del crudo mediante dispositivos especiales para esta tarea, donde el gas
es secado o atrapado por medio de absorción o adsorción. Una vez que el crudo se
encuentra totalmente limpio, se transporta por medio de oleoductos a los puntos de
refinación o refinarías.
Los procesos de refinación son muy variados y se diferencian unos de otros
por los conceptos científicos y tecnológicos que los fundamentan para conformar una
cadena de sucesos que facilitan:
La destilación de crudos y separación de productos.
La destilación, la modificación y la reconstitución molecular de los
hidrocarburos.
La estabilidad, la purificación y mejor calidad de los derivados obtenidos.
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Todo esto se logra mediante la utilización de plantas y equipos auxiliares, que
satisfacen diseños y especificaciones de funcionamiento confiables, y por la
introducción de substancias apropiadas y/o catalizadores que sustentan reacciones
químicas y/o físicas deseadas durante cada paso del proceso.
Procesos de Destilación:
Los procesos de destilación atmosférica y al vacío son clásicos en la industria
del petróleo. La diferencia entre el proceso atmosférico y el de vacío es que este
último permite obtener más altas temperaturas a muy bajas presiones y lograr la
refinación de fracciones más pesadas.
La carga que entra a la torre de destilación atmosférica se somete previamente
a temperatura de unos 350 ºC en un horno especial. El calentamiento del crudo,
permite que, por orden de punto de ebullición de cada fracción o producto, se
desprendan de las cargas, y a medida que se condensan en la torre salen de ésta por
tuberías laterales apropiadamente dispuestas desde el tope hasta el fondo.
La torre lleva en su interior bandejas circulares que tiene bonetes que facilitan
la condensación y la recolección de las fracciones. Además, al salir los productos de
la torre pasan por otras torres o recipientes auxiliares para continuar los procesos.
Cuando la temperatura de ebullición de ciertos hidrocarburos es superior a
375 ºC se recurre a la destilación al vacío o a una combinación de vacío y vapor. La
carga con que se alimenta el proceso al vacío proviene del fondo de la torre de
destilación atmosférica.
Desasfaltación:
A medida que se obtienen los productos por los diferentes procesos, muchos
de estos requieren tratamiento adicional para remover impurezas o para aprovechar
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ciertos hidrocarburos. Para estos casos se emplea solvente. La Desasfaltación con
propano se utiliza para extraer aceites pesados del asfalto para utilizarlos como
lubricantes o como carga a otros procesos. Este proceso se lleva a cabo en una torre
de extracción líquido-líquido.
Proceso térmico continuo ("THERMOFOR") con utilización de arcilla:
Varios procesos de crepitación catalítica (descomposición térmica molecular)
tienen uso en los grandes complejos refineros. De igual manera, los procesos para
desulfuración de gasolina. Casi todos estos procesos tienen sus características propias
y aspectos específicos de funcionamiento. El proceso de thermofor tiene por objeto
producir lubricantes de ciertas características y es alimentado por los productos
semielaborados que salen de las plantas de procesos con disolventes (refinación y
desparafinación).
Descomposición Térmica:
Al proceso de descomposición o desintegración molecular o crepitación
térmica se le bautizo "Cracking", onomatopéyicamente craqueo, craquear.
Fundamentalmente, la carga para este proceso la constituyen gasóleo pesado y/o
crudo reducido, suplido por otras plantas de la refinería. Las temperaturas para la
descomposición térmica están en el rango de 200 – 480 ºC y presión de hasta 20
atmósferas.
La descomposición térmica se aplica también para la obtención de etileno, a
partir de las siguientes fuentes: etano, propano, propileno, butano, querosén o
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combustóleo. Las temperaturas requeridas están en el rango de 730 – 760 ºC y
presiones bajas de hasta 1,4 atmósferas.
Reformación Catalítica:
Este proceso representa un gran avance en el diseño, utilización y
regeneración de los catalizadores y del proceso en general. Los catalizadores de
platino han permitido que mayores volúmenes de carga sean procesados por
kilogramos de catalizador utilizado. Además, se ha logrado mayor tiempo de
utilización de los catalizadores. Esta innovación ha permitido que su aplicación sea
muy extensa para tratar gasolinas y producir aromáticos.
La reforma catalítica cubre una gran variedad de aplicaciones patentadas que
son importantes en la manufactura de gasolinas (Ultraforming, Houdriforming,
Rexforming y otros). La carga puede provenir del procesamiento de crudos nafténicos
y paranínficos, que rinden fracciones ricas en sustancias aromáticas.
Por la reforma catalítica se logra la deshidrogenación y deshidroisomerización
de naftenos, y la isomerización, el hidrocraqueo y la ciclodeshidrogenación de las
parafinas, como también la hidrogenación de olefinas y la hidrosulfuración. El
resultado es un hidrocarburo muy rico en aromáticos y por lo tanto de alto octanaje.
Proceso Flexicocking (Exxon):
La aplicación general se basa en el manejo de cualquier carga de hidrocarburo
que pueda ser bombeada, inclusive arena bituminosa. Es particularmente adaptable
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para mover el alto contenido de metales y/o carbón que quedan en los residuos de la
carga tratada a temperaturas de 565 ºC o más en plantas al vacío.
Los productos líquidos logrados pueden ser mejorados mediante la
hidrogenación. El coque bruto puede ser gasificado. Luego de removerle el sulfuro de
hidrogeno, el gas puede ser utilizado en los hornos de procesamiento, inclusive los de
las plantas de hidrogeno. Además del coque producido, las otras fracciones más
livianas producidas pueden ser procesadas en equipos convencionales de
tratamientos.
Propiedades fisicoquímicas del petróleo
Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también
suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno. El petróleo contiene
elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La consistencia varía desde un líquido tan
poco viscoso como la gasolina hasta un líquido tan espeso que apenas fluye.
La composición elemental, aproximada, del petróleo, es de 84 a 87 % de
carbono, alrededor de 11 a 14 % de hidrógeno, con más o menos de 0 a 2,5 % de
azufre y de 0 a 0,2 % de nitrógeno. Estos últimos elementos, junto con oxígeno y
algunos metales (como vanadio, níquel, sodio, arsénico y otros) son considerados
como impurezas en el crudo.
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Propiedades físicas del petróleo y sus derivados:
Coloración: el color del petróleo varía del amarillo al rojo pardo, siendo las
clases más oscuras, opacas. Los aceites de bajo peso específico son amarillos, los
medianos ámbar, y los aceites más pesados son oscuros. Por luz reflejada, el aceite
crudo es usualmente verde, debido a la fluorescencia. Por lo general, su tonalidad se
oscurece con el aumento de su peso específico, que se incrementa al aumentar su
porcentaje de asfalto. Los hidrocarburos puros son incoloros, pero a menudo se
colorean por oxidación, especialmente los no saturados. Los compuestos que dan
color pertenecen a la clase de los hidrocarburos aromáticos; el color depende de su
estructura molecular.
Olor: Es característico y depende de la naturaleza y composición del aceite
crudo. Los hidrocarburos no saturados dan olor desagradable, debido al ácido
sulfhídrico y otros compuestos de azufre. Los petróleos crudos tienen olor aromático.
En otros aceites el olor varía, dependiendo de la cantidad de hidrocarburos livianos y
de las impurezas.
Peso específico: El petróleo es más liviano que el agua. Su peso específico es
influenciado por factores físicos y por la composición química del crudo, pudiendo
oscilar, en términos generales, entre 0,75 y 0,95 Kg. /lt. Aumenta con el porcentaje de
asfalto.Viscosidad: Es la medida de la tendencia a fluir, siendo de gran importancia
en los aceites lubricantes y fuel-oil. Es usualmente el tiempo necesario para que un
volumen dado de aceite, a una temperatura definida, fluya a través de un pequeño
orificio. Se mide con viscosímetro. Todos emplean en general el mismo principio. Se
controla la temperatura dentro de la taza y en el baño cuidadosamente, y cuando se ha
alcanzado la temperatura deseada, se abre el orificio y se deja fluir el líquido a un
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frasco de capacidad conocida. El tiempo necesario para llenar el frasco es la
viscosidad requerida.
La viscosidad aumenta con el peso específico. 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. De esta propiedad depende la calidad de los aceites
lubricantes que contiene.
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.
Poder calorífico: Está comprendido entre las 9000 y 12000 calorías. Éste
disminuye al aumentar la densidad. Ejemplo:
Para una densidad de 0,815 Kgr./lt. es igual a 11000 Cal/lt..
Para una densidad de 0,915 Kgr./lt. es igual a 10700 Cal/lt..
Procesamiento Industrial
El petróleo llega a las refinerías en su estado natural para su procesamiento.
Aquí prácticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razón es que al petróleo
también se le denomina "crudo".
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
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químicos que permiten extraerle buena parte de la gran variedad de componentes que
contiene.
El petróleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de él se
pueden obtener por encima de los 2.000 productos.
El procesamiento Industrial del petróleo ocurre en diferentes etapas:
Refinado
Una vez extraído el crudo, se trata con productos químicos y calor para
eliminar el agua y los elementos sólidos y se separa el gas natural. A continuación se
almacena el petróleo en tanques desde donde se transporta a una refinería en
camiones, por tren, en barco o a través de un oleoducto. Todos los campos petroleros
importantes están conectados a grandes oleoductos.
Destilación básica
La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo
crudo empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para
hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa molecular son los que se vaporizan
a temperaturas más bajas, y a medida que aumenta la temperatura se van evaporando
las moléculas más grandes. El primer material destilado a partir del crudo es la
fracción de gasolina, seguida por la nafta y finalmente el queroseno. En las antiguas
destilerías, el residuo que quedaba en la caldera se trataba con ácido sulfúrico y a
continuación se destilaba con vapor de agua. Las zonas superiores del aparato de
destilación proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras que las zonas
inferiores suministraban ceras y asfalto.
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Clasificación del Petróleo
Por su nivel de azufre:
Sour Petroleum: Crudo que contiene gran cantidad de compuestos de azufre.
Sweet Petroleum: Crudo que contiene poca cantidad de compuestos de azufre.
Parafínico, nafténicos:
Petróleo mixto: Petróleo en el que no predominan los hidrocarburos de la serie
parafínica ni de la cicloparafínica.
Tiene proporciones aproximadamente iguales de ambas bases.
Petróleo nafténicos: Contiene una base predominante de hidrocarburos de la serie
cicloparafínica.
Petróleo parafínico: Contiene una base predominante de hidrocarburos de la serie
parafínica. También hay petróleos aromáticos y sulfurosos.
Por una parte, de acuerdo a su gravedad API, el petróleo es clasificado en liviano,
mediano, pesado y extra pesado:
Crudo liviano es el que tiene gravedades API mayores a 31.1 º API
Crudo mediano es el que tiene gravedades API entre 22.3 y 31.1 º API.
Crudo pesado es el que tiene gravedades API entre 10 y 22.3 º API.
Crudo extra pesado, también llamado bitumen, es el que tiene gravedades API
menores a 10 º API.
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El crudo que más demanda tiene en el mundo es el crudo ligero, ya que al
contener una menor proporción de azufre, resulta el más idóneo para la producción de
gasolina y otros combustibles. Los crudos más pesados se suelen usar para la
fabricación de aceites para calefacción. No obstante, los crudos pesados también
sirven para la producción de gasolina, aunque a costos de refinería más elevados.
Por otra parte, los tipos de petróleo más utilizados en las transacciones y los
más representativos en el mercado son los siguientes:
Brent: es el tipo de crudo de referencia en los mercados europeos y para un
65% de las diferentes variedades de crudo mundial. El Brent es un petróleo de alta
calidad, caracterizado por ser ligero (baja gravedad API) y dulce (bajo contenido de
azufre). El Brent cotiza en el Internacional Petroleum Exchange (IPE) de Londres.
Pincha aquí para conocer la evolución del precio del barril Brent de petróleo.
West Texas Intermediate (WTI): es un petróleo de mayor calidad que el
Brent. Es el tipo de crudo de referencia en el mercado Estadounidense y cotiza en la
New York Mercantile Exchange (Nymex).
Dubai: es el tipo de crudo de referencia en Asia. Es un tipo de petróleo
pesado y azufroso (2% más que el Brent). El Dubai cotiza en el Singapore
International Monetary Exchange (Simex).
Cesta OPEP: está compuesta por siete tipos distintos de crudo y su precio
medio es anunciado oficialmente en Viena por el secretario de la organización
petrolera. Los integrantes de la cesta son los crudos “Saharan Blend” (Argelia),
“Minas” (Indonesia), “Bonny Light” (Nigeria), “Arab Light” (Arabia Saudí), “Dubai”
(Emiratos Arabes Unidos), “Tía Juana Light” (Venezuela) e “Isthmus” (México, que
no es miembro de la OPEP).
La compra-venta de otros crudos se vincula a estas referencias mediante
fórmulas que suelen incluir una prima o descuento en función de calidad.
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Yacimientos y Cuencas de Petróleo en Venezuela
El aprovechamiento del petróleo en nuestro país se remonta al año 1535,
según una referencia de Gonzalo Fernández de Oviedo, pero es sólo a partir de 1917
que comienza a tener participación importante en la economía y en 1925 la
exportación petrolera genera más divisas que las tradicionales exportaciones de café y
cacao.
El petróleo constituye en Venezuela la principal fuente de ingresos, hasta el
punto que no se establecen otras fuentes de riqueza, por lo que se puede decir que la
economía y el presupuesto nacional está sujeto en cada ejercicio fiscal a las
fluctuaciones de los precios internacionales del petróleo.
El petróleo es producto de la acumulación de restos orgánicos depositados
junto con grandes masas de sedimentos en el fondo de los mares, a lo largo de
millones de años. Así las cuencas sedimentarias guardan íntima relación con las áreas
productoras de petróleo. En Venezuela esas cuencas petroleras son las siguientes:
Cuenca del Lago de Maracaibo: ubicada al occidente del país fue hasta 1998
el área petrolera de mayor producción. Para el año 2000, tuvo una producción de
536.887 millones de barriles, 46,6% de la producción nacional, con 13.000 pozos
activos y una capacidad de producción de 1.885 millones de barriles diarios.
Cuenca de Falcón: está relacionada geológicamente con la cuenca del Lago
de Maracaibo y su participación en la producción petrolera fue en el año 2000 de 375
millones de barriles, es decir 0,03% de la producción total.
Cuenca Barinas -Apure: tiene una extensión de 87.000 Km², integrada por
los estados Apure, Barinas y Portuguesa, cuenta con 350 pozos activos y una
capacidad de producción de 166 millones de barriles diarios. Su producción en el año
2000 fue de 40.563 millones de barriles, 3,52% del total nacional.
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Cuenca Oriental: comprende las zonas petroleras de los estados Anzoátegui,
Monagas, Guárico, Sucre y Delta Amacuro, con una extensión de 153.000 Km² es la
más extensa y primera en importancia. Cuenta con más de 3.300 pozos activos y una
producción de 573.611 millones de barriles para el año 2000, lo que representa el
49,8% de la producción nacional. Dentro de esta cuenca se encuentra la Faja
bituminosa del Orinoco, en la cual se produce petróleo considerado como pesado, con
alto contenido de azufre que está siendo explotado para producir orimulsión, un
combustible específicamente diseñado para uso de empresas eléctricas, el sector
industrial y para calefacción.
Cuenca Tuy-Cariaco: se extiende desde Barlovento, en el estado Miranda,
hasta el Golfo de Cariaco en Sucre, está cubierta en su mayor parte por el Mar Caribe
y tiene una extensión de 14.000 Km².Actualmente se realizan estudios para
determinar el valor comercial del petróleo que potencialmente pueda existir.
Reservas: las exploraciones efectuadas por Petróleos de Venezuela (PDVSA)
han determinado un volumen de reservas probadas de crudos y condensados de
alrededor de 76.000 millones de barriles y con las técnicas actuales se podrían extraer
270.000 millones de barriles de petróleo pesado de la faja del Orinoco. A las tasas
actuales de extracción, tres millones de barriles diarios, Venezuela tendría petróleo
durante los próximos 250 a 300 años.
Refinación: la refinación es de importancia estratégica para Venezuela. El
proceso de refinación produce gasolinas, naftas, destilados, combustibles residuales,
asfalto, lubricantes y ceras. Existen en el país las refinerías de Amuay y Cardón en el
complejo refinador de Paraguaná del estado Falcón, Bajo Grande en el Zulia, El
Palito en el estado Carabobo, El Toreño en Barinas y Puerto La Cruz y San Roque en
el estado Anzoátegui. Además mediante contrato de arrendamiento con el gobierno
de Curazao, se incorporó la refinería.
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La Isla. Petroquímica: es la industria que produce productos químicos a
partir de hidrocarburos, especialmente del gas natural que se encuentra asociado al
petróleo o en yacimientos de gas libre. Los productos que se obtienen pueden
clasificarse como materias primas: acetileno, etileno, propileno, butano, benceno,
fenol, alquitrán y otros. Y como productos finales tales como: resinas para pinturas y
plásticos, detergentes, solventes, explosivos, fibras sintéticas, herbicidas, fertilizantes
entre otros productos. Las actividades petroquímicas se desarrollan en los complejos
petroquímicos de El Tablazo en el estado Zulia, El Palito, Morón, en el estado
Carabobo y José Antonio Anzoátegui, en José, estado Anzoátegui.
El Gas natural: las reservas de gas de Venezuela se han calculado como las
séptimas en volumen a nivel mundial y con una duración teórica de más de cien años.
El gas licuado permite su transportación por tuberías (gasoductos) para uso industrial
o doméstico y para vehículos como gas natural (GNV).Actualmente, el gas natural
tiene una participación del 46% en el mercado energético nacional, ahorrando
grandes cantidades de petróleo.
Las plantas de extracción y fraccionamiento de gas natural, existentes para el
año 2000, en el área de oriente: Jusepín, Santa Barbara, San Joaquín R. S. Joaquín y
Guara oeste. En el área de occidente: GLP5, Tía Juana 2 y 3, Lama Proceso, Lamar
líquido, El Tablazo 1 y 2. Con una extracción total para Venezuela de 99.486 de
miles de millones de metros cúbicos. Adicionalmente se realizan dos grandes
proyectos gasíferos en la Plataforma Deltana, entre el estado Delta Amacuro y la isla
de Trinidad y el proyecto Mariscal Sucre, al norte de la península de Paria, costa
afuera.
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Conclusión
En términos históricos es irrelevante si el pico del petróleo ya está aquí o si
faltan 10 o 30 años, pues a estas alturas la única solución verdadera ante la inminente
crisis energética que se aproxima es un cambio de mentalidad, una especie de
revolución cultural a nivel planetario, una evolución de la conciencia humana.
En conclusión podemos decir que el petróleo es un recurso importante, ya que
el 90% de nuestras industrias y transporte utiliza este recurso, creo que debemos
tomar conciencia en la forma de que lo explotamos y darle el mejor uso para que de
esta manera duro muchos años más y no pasemos una escasez que en muchos casos
nos conllevan a guerras y conflictos.
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Bibliografía
www.monografias.com
www.taringa.net
www.buenastareas.com
http://elpetroleo.aop.es
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Anexos
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