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Petròleo - origen del petrÓleo, extracciÓn del petroleo, proceso de destilacion del petroleo, transporte y almacenamiento del petroleo
Introducción
El petróleo es la fuente de energía más importante de la sociedad actual,
debido a que por medio de los productos que se obtienen a través de el se logra
el funcionamiento de los aviones, automóviles, autobuses, barcos, máquinas de
guerra, también se pueden construir carreteras, de el se pueden obtener el
plástico, abono químico, medicamentos, etc. además de que existen países
dependientes económicamente de esta materia orgánica dentro de los cuales se
encuentra Venezuela donde el petróleo constituye la principal fuente de
ingreso, hasta el punto que no existe otra fuente de riqueza, por lo que se
puede decir que la economía y el presupuesto nacional están sujetos a los
precios internacionales del petróleo. Siendo tan importante es fundamental
comprender que es exactamente el petróleo, cuales sus orígenes, como se ubica
en la tierra, como se transportan y se almacena, que procesos requiere para
lograr obtener sus productos hasta el punto de transformarlo en lo que usamos
cotidianamente como la gasolina, el plástico, gas, etc., dicha información será
presentada en el siguiente trabajo, con fines de ampliar los conocimientos
sobre el tema.
EL PETRÓLEO
El petróleo (del griego: πετρIλαιον,
'aceite de roca')´ es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos,
principalmente hidrocarburos insolubles en agua, también es conocido como
petróleo crudo o simplemente crudo.
En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran
variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos y
poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas
fluyen), densidad (entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml),
capacidad calorífica, etc. estas variaciones se deben a la diversidad de
concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla.
Es un recurso natural no renovable y actualmente
también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El
petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en
yacimientos que han estado enterrados durante millones
de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.
ORIGEN DEL PETRÓLEO
Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente
de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondosanóxicos
(sin oxigeno) de mares o zonas lacustres (ambiente de un lago) del pasado
geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. la transformación química (craqueo natural) debida al calor
y a la presión durante la diagénesis (transformación de rocas en sedimento)
produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros
(líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie,
por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias.
Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas
petrolíferas como
rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.)
se forman entonces los yacimientos petrolíferos. PROCESO DE BUSQUEDA DEL PETRÒLEO
Cuando nació la industria la petrolífera, era muy sencillo localizar
yacimientos, porque se explotaron los muy superficiales, cuya existencia era
conocida, o porque fueron descubiertos por obra del azar.
Pero la creciente importancia de esta industria, originó una
búsqueda intensiva y racional de nuevos yacimientos, que se transformó en una
verdadera ciencia, con aportes de Geología, la física y la química.
Los métodos empleados son muy variados: desde el estudio geológico de las
formaciones rocosas que están aflorando en superficie hasta la observación
indirecta, a través de diversos instrumentos y técnicas de exploración.
Método Mapas Topográficos
Una de las herramientas más utilizadas en esta etapa son los mapas. Hay
mapas de afloramientos (Que muestran las rocas que hay en la superficie),mapas topográficos y los mapas del subsuelo. Estos últimos quizás sean los más importantes porque muestran la geometría y
posición de una capa de roca en el subsuelo, y se generan con la ayuda de una
técnica básica en la exploración de Hidrocarburos: la sísmica de reflexión.
La Sísmica de Reflexión
Consiste en provocar mediante una fuente de energía (con explosivos enterrados
en el suelo –normalmente entre 3 y 9 m. de profundidad- o con camiones
vibradores – éstos implican una importante reducción en el impacto ambiental-)
un frente de ondas elásticas que viajan por el subsuelo y se reflejan en las
interfaces por los distintos estratos. En la superficie se cubre un área determinada con dichos aparatos de alta sensibilidad
llamados también 'geófonos', los cuales van unidos entre sí por
cables y conectados a una estación receptora.
Las ondas producidas por la explosión atraviesan las capas subterráneas
y regresan a la superficie. Los geófonos las captan y las envían a la
estación receptora (sismógrafo), donde mediante equipos especiales de cómputo,
se va dibujando en interior de la tierra. Pudiéndose
determinar así la posición de los estratos y su profundidad, describiendo la
ubicación de los anticlinales favorables para la acumulación del petróleo. En este trabajo de campo también utilizan aparatos
gravimétricos de superficie que permiten medir la densidad de las rocas que hay
en el subsuelo.
Geoquímica de Superficie
Esta técnica consiste en la detección de hidrocarburos acumulados en el
subsuelo a través de la medición de los gases concentrados en muestrasde suelo.
Su fundamento radica en el principio de que el gas acumulado en el subsuelo migra
vertical y lateralmente hacia la superficie a través de las distintas capas de roca y también a través de fracturas.
La Tecnología Satelital
En la actualidad se emplea este método, en algunas
zonas o áreas de yacimientos, se recurre a la implementación y utilización de
imágenes satelitales. Dicha tecnología permite interpretar en detalle y
rápidamente la estructura geológica del
terreno, planificar el uso del
suelo, y realizar una completa identificación de la hidrografía, de los
caminos, diques y poblaciones, entre otras cosas.
El sistema, básicamente, permite la obtención de cartografía de alta precisión en diferentes escalas y combinaciones de
bandas, a partir de composiciones de mapas. La aplicación de tal
tecnología permite evitar daños inútiles sobre el terreno.
Exploración en Profundidad (Geoquímicos
La geoquímica tiene, actualmente, una aplicación muy importante, tanto en
exploración como
en producción, pues permite entender y conocer el origen, probables rutas de
migración y entrampamiento de los hidrocarburos almacenados en el subsuelo.
Para aplicar estos métodos se requiere la perforación de pozos
profundos. Por este medio se analizan las
muestras del
terreno a diferentes profundidades y se estudian las características de los
terrenos atravesados por medio de instrumentos especiales.
Los métodos de exploración en profundidad tienen por finalidad determinar la
presencia de gas o de petróleo; son métodos directos en la búsqueda del
petróleo. Si laexploración ha sido exitosa y se ha efectuado un
descubrimiento comercial con un pozo, se inician los trabajos de delimitación del yacimiento
descubierto con la perforación de otros nuevos para efectuar luego la
evaluación de las reservas.
EXTRACCIÓN DEL PETROLEO
Una vez elegidas las áreas con mayores probabilidades, se realizan las
perforaciones, que a veces llegan a considerables profundidades. Se comienza
por construir altas torres metálicas de sección cuadrada, con refuerzos
transversales, de 30 m a 40 m de altura, para facilitar el manejo de los pesados
equipos de perforación.
Dos son los sistemas comunes: a percusión, que es el más antiguo y casi en
desuso y a rotación, que se utiliza en la mayoría de los casos.
Método a Percusión
Se utiliza un trépano pesado, unido a una barra
maestra que aumenta su peso, que se sostiene con un cable de acero conectado a
un balancín, el cual le imprime un movimiento alternativo de ascenso y
descenso, al ser accionado por un motor. Periódicamente se retira el trépano
(herramienta para taladrar) para extraer los materiales o detritos (residuos con una herramienta llamada cuchara. Por
su lentitud, actualmente ha caído en desuso, empleándose únicamente para pozos
poco profundos.
Método a Rotación
El trépano, que es hueco, se atornilla a una serie de caños de acero que forman
las barras de sondeo, que giran impulsadas por la mesa rotativa, ubicada en la base de la
torre, y unida por una transmisión a cadena con los motores del cuadro de maniobras.
La mesa
rotativa tiene en su centro un agujero cuadrado, por la cual se deslizauna
columna de perforación de la misma sección, que desciende conforme avanza el
trépano. De la parte superior de la torre se suspenden
aparejos, que permiten levantar y bajar los pesados equipos. Se inicia
la perforación con el movimiento de la mesa rotativa, hasta que resulte
necesario el agregado de nuevas barras de sondeo, que se enroscan La operación
se repite todas las veces necesarias.
Los detritos son arrastrados hasta la superficie mediante el
bombeo de una suspensión densa, la inyección formada por una suspensión acuosa
de una arcilla especial, llamada bentonita que los técnicos analizan
constantemente. Además este lodo cumple otras 2
funciones importantes: Revoca las paredes de la perforación, evitando o
previniendo derrumbes; y refrigera al trépano, que se calienta en su trabajo de
intenso desgaste.
Cuando se ha perforado 100 a 150 m, se entuba el pozo con una cañería metálica
y cemento de fraguado rápido (cementación), para evitar posibles derrumbes
ocasionados por las filtraciones de las napas de agua que se atraviesan. Por
dentro de la cañería conductora se prosigue la perforación con un trépano de menor diámetro. En los pozos muy profundos,
estas disminuciones obligan a comenzar con diámetros de hasta 550 mm.
El análisis de la inyección permite saber cuándo se está cerca del yacimiento,
por la presencia de gases desprendidos del mismo por pequeñas grietas. Se
acostumbra perforar también la capa productora, que luego se entuba con un caño perforado, para conocer su espesor y facilitar el surgimiento
del petróleo.
Perforación Submarina
Otrométodo para aumentar la producción de los campos petrolíferos es la
construcción y empleo de equipos de perforación sobre el mar (ha llevado a la
explotación de más petróleo). Estos equipos de
perforación se instalan, manejan y mantienen en una plataforma situada lejos de
la costa, en aguas de una profundidad de hasta varios cientos de metros.
La plataforma puede ser flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo
marino, y resiste a las olas, el viento y, en las
regiones árticas, los hielos. La torre sirve para suspender y hacer girar el
tubo de perforación, en cuyo extremo va situada la
broca; a medida que ésta va penetrando en la corteza terrestre se van añadiendo
tramos adicionales de tubo a la cadena de perforación. La fuerza necesaria para
penetrar en el suelo procede del
propio peso del
tubo de perforación.
PROCESO DE DESTILACION DEL PETROLEO
PRODUCTOS QUE SE OBTIENENDE ESTA PROCESO
La destilación es el proceso donde debido a la diferencias de volatilidades
comprendidas entre los diversos compuestos hidrocarbonados va separándose a
medida que se desplaza a través de la torre hacia la parte superior o inferior.
El grado de separación de los componentes del petróleo está
estrechamente ligado al punto de ebullición de cada compuesto.
El lugar al que ingresa el petróleo en la torre o columna se denomina
'Zona Flash' y es aquí el primer lugar de la columna en el que
empiezan a separarse los componentes del petróleo.
Los compuestos más volátiles, es decir los que tienen menor punto de
ebullición, ascienden por la torre a través de platos
instalados enforma tangencial al flujo de vapores. En estos platos
se instalan varios dispositivos llamados 'Copas de Burbujeo', de
forma similar a una campana o taza, las cuales son instaladas sobre el plato de
forma invertida. Estas copas tienen perforaciones o espacios
laterales. El fin de las copas de burbujeo, o simplemente copas, es la
de hacer condensar cierto porcentaje de hidrocarburos, los más pesados, y por
consiguiente llenando el espacio comprendido entre las copas el plato que lo sostiene, empezando de esta manera a
'inundar' el plato.
La parte incondensable, el hidrocarburo volátil, escapará de esa copa por los
espacios libres o perforaciones con dirección hacia el plato
inmediato superior, en el que volverá a atravesarlo para entrar nuevamente en
las copas instaladas en dicho plato, de manera que el proceso se repita cada
vez que los vapores no condensables atraviesen un plato. Al final, en el último
plato superior, se obtendrá un hidrocarburo
'relativamente' más ligero que los demás que fueron retenidos en las
etapas anteriores, y que regularmente han sido extraídos mediante corrientes laterales.
En la primera extracción, primer plato, o primer
corte, se puede obtener gas, gasolina, nafta o cualquier otro similar. Todo
esto dependerá del
tipo de carga (alimentación a la planta), diseño y condiciones operativas de
los hornos que calientan el crudo, y en general de la planta.
Los siguientes, son los derivados más comunes que suelen ser obtenidos en las torres de destilación.
Aceites y lubricantes
Gasóleo y fueloil
Queroseno
Disolventes
GLP (Gaseslicuados del petróleo
EL CREAKING
Muchas veces del
petróleo se puede destilar sólo un bajo porcentaje de naftas (éter de
petróleo). Para aumentar dicho porcentaje se utiliza el proceso de destilación
secundaria o cracking.
El cracking consiste en romper o descomponer hidrocarburos de elevado peso
molecular (combustibles como el gas oíl y fuel oíl), en
compuestos de menor peso molecular (naftas). En el proceso siempre se forma
hidrógeno y compuestos del carbono. Es muy importante en
las refinerías de petróleo como
un medio de aumentar la producción de nafta a expensas de productos más pesados
y menos valiosos, como
el querosene y el fuel oíl.
Existen dos tipos de cracking, el térmico y el catalítico.
El primero se realiza mediante la aplicación de calor y alta
presión; el segundo mediante la combinación de calor y un catalizador.
PROCESOS DE REFORMA DE LA GASOLINA
La gasolina que se obtiene directamente por destilación del petróleo tiene
un octanaje muy bajo (alrededor de 70 octanos) y es preciso mejorarlo para que
la gasolina sea de mayor calidad. Entre los procesos de reforma se encuentran
los siguientes:
Trimetilpentano (isooctano)
Hidrocarburos aromáticos, como
el benceno, también mejoran el poder antidetonante de la gasolina, de allí que
con su adición se logren octanajes hasta de 130, como el utilizado por los aviones. De igual
manera mejora el octanaje de la gasolina al agregársele sustancias como
el tetraetilo de plomo [Pb- (C2H5)4], aunque el uso de esta sustancia está
siendo prohibido en muchos lugares debido a su efecto contaminante sobre
laatmósfera.
En la industria se practica la reformación térmica de la gasolina,
calentándola a 550sC y a una elevada presión. En este
proceso se forman moléculas más pequeñas y también alquenos, que contribuyen al
mejoramiento de la calidad de la gasolina. El producto
obtenido se lleva a una columna de fraccionamiento a fin de efectuar las
consabidas separaciones por fracciones.
La Hidroformación
Consiste en introducir la gasolina caliente en una cámara de reacción que se
mantiene a unos 500sC, conjuntamente con Hidrógeno y un
catalizador (óxidos de aluminio y molibdeno). En el proceso los cicloalcanos se
convierten en hidrocarburos aromáticos que, como se ha
mencionado, mejoran la calidad de la gasolina.
El hidrógeno que se va produciendo se reinyecta en el
proceso. También el hidrógeno tiene otra utilidad, como lo es la eliminación del azufre que contamina al petróleo; el
hidrógeno se combina con el azufre produciendo sulfuro de hidrógeno, gas que se
expulsa a la atmósfera.
La Polimerización
Consiste en la combinación de dos o más moléculas pequeñas para formar otra de
mayor peso molecular. Así, dos moléculas de 2-etilpropeno (isobutileno) se
combinan para dar origen al isoocteno:
Isoocteno Isooctano
Compuesto que mejora la calidad de la gasolina y de allí la importancia de este
proceso para la industria petrolera.
La Alquilación
Es la reacción de un alcano con un alqueno y
generalmente tiene por finalidad producir isooctano. metilpropano
2-metilpropeno isooctano: Este proceso de la alquilación mejora mucho el
octanaje de la gasolina y por talrazón se le emplea intensivamente en la
industria petrolera.
La Isomerización
Consiste en transformar alcanos de cadena recta en ramificados, que aunque
posean el mismo número de carbonos, tienen propiedades físicas y químicas
diferentes. Por ejemplo, del butano normal, de cadena recta,
se produce por isomerización el 2-metilpropano (isobutano):
N-butano Isobutano
Se ha comprobado que la presencia de hidrocarburos ramificados mejora la
calidad de la gasolina y por tal motivo este proceso tiene mucha importancia en
la industria petrolera.
Los complejos petroleros donde se practican las operaciones
descritas de destilación (a presión atmosférica y al vacío), cracking,
hidroformación, polimerización, alquilación e isomerización, reciben el nombre
de refinerías.
TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DEL PETROLEO
Para proceder al transporte, almacenamiento y venta de las ingentes cantidades
de petróleo bruto, como de los derivados que entran anualmente en el mercado y
que han de ser transportados desde los centros de producción o refinerías hacia
los centros elaboradores o de consumo, así como para llevar a cabo la
distribución de los productos elaborados a los diversos consumidores, se
utilizan los llamados Oleoductos, Gasoductos y Poliductos que se utilizan tanto
para el transporte de petróleo bruto desde el campo petrolífero hasta la
refinerías o puerto de embarque.
Hoy en día para transportar el crudo de zonas costa afuera se usan generalmente
Tanqueros, Buques y Supertanqueros, por sus facilidades en vías marítimas
existentes. El crudo producido en laindustria es enviado hacia las estaciones
reductoras en el área de operaciones y de allí es bombeado en forma continua a
los Patios de Tanques, en donde se tratan de remover el agua y gas que
contiene, y se almacena y bombea hacia los terminales o a la refinerías para
procesarlos y explotarlos.
Oleoductos
Es el conjunto de instalaciones que sirve de transporte por tubería de los
productos petrolíferos líquidos, en bruto o refinados. El término
'oleoducto' comprende no solo la tubería troncal que es aquella que
se extiende desde el área de producción, sino también las instalaciones
necesarias para la explotación del crudo denominadas patio de
tanques. Las Tuberías de transporte pueden ser clasificadas debido a su
importancia y al tipo de producto que transportan, según su importancia se
clasifican en: Oleoductos Troncales o Primarios y en Oleoductos Secundarios.
Gasoductos
Conducen el gas natural que puede producirse desde un
yacimiento de gas libre o asociado a plantas separadoras y fraccionadoras. A
partir de dichos procesos de separación, el gas ya tratado entra a los sistemas
de transmisión para ser despachado al consumidor industrial y domestico.
Poliductos
Son redes de tuberías destinadas al transporte de hidrocarburos o productos
terminados.
Patios de Tanques
Son lugares donde se recibe el petróleo bombeado desde los campos petrolíferos,
en el pasan por una serie de procesos en los cuales se le remueve el agua y la
sal que contiene, se almacena, se afora y se bombea hacia los terminales y
refinerías, con la finalidad de ser refinado y/o exportado. Estáconstituido
por: tanques para almacenamiento de crudo, estaciones de bombas, de
tratamiento, calentadores y tanques de lavado.
Terminales de Embarque
Son instalaciones que reciben crudos provenientes de los patios de tanque y los
productos elaborados por las tuberías con el fin de almacenarlos y luego
embarcarlos hacia distintos sitios del país (cabotaje) o del mundo
(exportaciòn). La mayoría de estos terminales consta de dos tipos de
instalaciones principales: Los Tanques De Almacenamiento y El Conjunto de
Muelles, Atracadores y Diques.
Tanqueros
Está constituida por las unidades de las compañías petroleras, de armadores
independientes y de los gobiernos.
Buques
Son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente
diseñados para el transporte de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro
derivado. Son el medio de transporte mas utilizado para el comercio mundial del
petróleo.
Supertanquero
Se creo luego de terminar La Segunda Guerra Mundial ya que se requeriría mayor
número y mejores buques para remplazar los tanqueros, buque con mayor capacidad
de almacenaje, lo que permitió un gran avance en
materia de Transporte Marítimo.
Conclusión
En lo cotidiano vemos lo fácil que es utilizar un transporte tanto terrestre
como aéreo y marítimo, además de realizar las actividades domésticos como usar
la cocina a gas, guardar alimentos en envases plásticos, pero como se puedo
observar en el anterior trabajo se requiere de diversos procesos para lograr
que todas estas actividades se lleven a cabo de forma sencilla, las cuales se
puedenefectuar con los productos que provienen del petróleo, entre las
actividades complejas se encuentra la ubicación de dicho material orgánico
donde se requiere de grandes estudios geológicos observación constante y
técnicas de exploración, además que para su extracción es necesario el uso de
maquinaria pesada, y en caso de que encontrarse en el mar incluso se realizan
plataformas sobre el agua para facilitar la extracción, en cuanto a la
obtención de los derivados, se utilizan diferentes químicos y pasan por varios
procesos que se han ido mejorando para obtener soluciones de uso diario como la
gasolina, donde en la actualidad existen diferentes procesos de reforma
haciendo cada vez de mejor calidad este componente. También es importante
señalar que el petróleo para ser trasladado y almacenado se usa
medios de transportes y lugares especiales donde permiten mantenerlo en óptimas
condiciones.
Basado en lo descrito el petróleo es imprescindible para la civilización y el
crecimiento de la misma, no sólo por su uso como fuente de energía,
sino por su utilización en la vida diaria además es muy importantes para la
economía actual.
Bibliografía
Fuente: https://www.monografias.com/trabajos11/cuadun
https://www.textoscientificos.com/petroleo/extraccion
https://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_del_petr%C3%B3leo
https://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/pertoleo-y-gas/html/cra.htm
https://ingenieria-de-petroleo.blogspot.com/2009/01/transporte-y-almacenamiento-de.html
https://www.quimicaorganica.org/foro/alcanos/fraccionamiento-del-petroleo.html
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