PetrleoOrigen, procesamiento y aplicaciones.

Origen Y FormacinEl petrleo se form hace millones de aos, a partir de organismos vivos que se mineralizaron, mezclndose con arenas y limos que cayeron al fondo del mar. En las cuencas Estos sedimentos se fueron acumulando en las denominadas rocas madres o arenas madres. Trampas: las trampas pueden ser estructurales (pliegues, fallas) o estratigrficas, (variaciones de permeabilidad en las capas sedimentarias) en que han de alternar capas porosas o portadoras de petrleo con capas impermeables, que obran como barreras. El lugar donde existe un depsito de petrleo y/o acumulacin de gas se denomina yacimiento.Sobre las 19 cuencas sedimentarias reconocidas en territorio argentino - algunas de las cuales se extienden parcial o totalmente por debajo de la plataforma submarina -, 5 producen hoy hidrocarburos, y de ellas 3 corresponden a la Patagonia: cuenca Neuquina, del Golfo de San Jorge y Austral o Magallnica

Primeros AntecedentesSe lo conoce desde las pocas remotas, por ejemplo: aparece mencionado en la Biblia.Las culturas precolombinas que habitaban en Amrica ya lo usaban para impermeabilizar y calafatear embarcaciones, los egipcios para embalsamamientos (7000 a. C.) y los chinos para iluminar desde el siglo III.Durante el renacimiento, se utilizaba el petrleo de algunos depsitos superficiales para obtener lubricantes.

Antecedentes HistricosA pesar de estos usos puntuales, no podemos decir que la industria tuvo un verdadero desarrollo sino hasta mediados del siglo XIX.El primer pozo de petrleo fue perforado en 1859 (21m), por Ewin Drake, con el objetivo de destilarlo y obtener as querosen, o sea un aceite que utilizara para las lmparas, sustituyendo el aceite de ballenas que slo podan usar los ricos.Sin embargo no fue hasta el ao 1895, cuando aparece el primer automvil, que la refinacin del petrleo se instala definitivamente entre nosotros.

Antecedentes De Explotacin En ArgentinaEn Argentina, a fines del siglo XVIII se usaron betunes naturales de Mendoza, y quiz del norte del Neuqun - conocidos por los indgenas - para el calafateo de naves, impermeabilizacin de recipientes y afines. En 1865 se constituy la compaa Jujea de Kerosene, y en 1886, la compaa Mendocina de Petrleo.La presencia de petrleo en acumulaciones industrialmente comerciales se detecto por primera vez, en 1907, en Comodoro Rivadavia (Chubut), en la cuenca del Golfo de San Jorge: de manera casual, en una perforacin para buscar agua.

...///En 1910 el Estado Nacional cre, dependiente del Ministerio de Agricultura, la Direccin General de Explotacin de Petrleo en esa rea. Su primer director fue el ingeniero Luis A. Huergo, An antes de su creacin surgan, con el mismo objeto, empresas privadas, las primeras de origen ingls. La guerra mundial de 1914-18 gener un importante mercado internacional; el interno comenz a crecer a partir de 1920.

...///En 1919, el presidente Hiplito Yrigoyen fijaba las lneas de la poltica nacional en materia de petrleo, la que parta de la declaracin de 'bienes de la Nacin', para los yacimientos y prosegua con el incremento de la explotacin por parte de Estado, aunque con mantenimiento en las empresas privadas. Entre 1919 y 1923 se presentaron ms de treinta compaas petroleras, con capitales de origen muy diversos, europeos primero y despus tambin norteamericanos, y las solicitudes de cateo aumentaron al infinito: se viva la llamada ' fiebre del petrleo'.

...///En 1923, el propio Yrigoyen cre, por decreto, la Direccin General de Yacimientos Petrolferos Fiscales (YPF), destinada a ser protagonista principal en materia de prospeccin, perforacin de pozos y exploracin. Su primer director, fue el coronel Enrique Mosconi.

Formacin De Petrleo

Formacin De Napas

Extraccin Del PetrleoUbicado un yacimiento, se perfora el terreno hasta llegar al mismo. Se monta una torre metlica de 40-50 metros de altura que sostendr los equipos, y el subsuelo se taladra con un trpano que cumple una doble funcin: avance y rotacin. Tanto el trpano como la barra que lo acciona tienen conductos internos para que circule una suspensin acuosa de Bentonita -arcilla amarillenta de adhesividad apropiada-.

ExtraccinEsa suspensin enfra el trpano y arrastra el material desmenuzado hacia la superficie. En su boca los pozos tienen 50 cm. De dimetro pero ste es de menor a mayor profundidad. Antes se perforaba verticalmente pero ahora se trabaja en cualquier direccin usando barras articuladas. Estos dispositivos permiten "dirigir" al trpano, sorteando obstculos. En Mendoza hay pozos de 1.500 a 1.800 metros de profundidad, pero en salta se ha necesitado perforar a 4.000 metros.

A medida que progresa la perforacin se insertan caos de acero, adosados al terreno con cemento, para impedir desmoronamientos e infiltraciones de agua. En la proximidad del yacimiento escapan gases. Entonces se extreman las precauciones. En algunas oportunidades la gran presin de dichos gases origina la surgencia natural, espontnea y descontrolada, con riesgos de inflamacin. Despus el petrleo fluye lentamente siendo conducido a depsitos. Cuando la presin natural disminuye el petrleo se bombea mecnicamente.

ExtraccinEl rendimiento promedio de los pozos argentinos no es alto, est comprendido entre 10 y 20 m3/da. En casos excepcionales se registran hasta 500 m3/da. Los pases anglosajones valan el volumen extrado en una unidad convencional: "el barril". Un barril equivale a 36 galones, cada uno de ellos de 4 litros o sea que un barril son 162 litros.

Extraccin

Caractersticas Del PetrleoEs un lquido de color oscuro, fluorescente con reflejos verdes o verde azulado.Su densidad vara entre 0.615 hasta 0.994g/cm3Insoluble en agua y soluble en ter, benceno, cloroformo, etc.Viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo.

Refinacin del petrleoEl petrleo extrado del pozo se denomina crudo. Como no se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre algunos tratamientos:Separacin de gases: Cuatro gases que se encuentran disueltos a presin en el crudo, se separan con facilidad.El Metano (CH4) y el Etano (C2H6), componen el gas seco, as llamado porque no se licua por compresin. El gas seco se utiliza como combustible en el yacimiento o se inyecta en los gasoductos, mezclndolo con el gas natural. El Propano (C3H8) y el Butano (C4H10), constituyen el gas hmedo que se licua por compresin. El gas lquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 Kg.. La apertura de la vlvula, que los recoloca a presin atmosfrica, lo reconvierte en gas.

b) Deshidratacin: Decantado en grandes depsitos, el crudo elimina el agua emulsionada.c) Transporte:El crudo se enva de los yacimientos a las destileras que, en nuestro pas, estn en los centros de consumo y no en la regin productora. Se recurre a varios medios:Por va terrestre: vagones-tanques del ferrocarril o camiones acoplados.Por va martima: buques petroleros, tambin llamados barcos cisternas o buques tanque, con bodegas de gran capacidad. Japn a botado petroleros gigantescos, "supertanques" de 400 metros de eslora, que acarrean hasta 500.000 m3.Mecnicamente el crudo se transporta por oleoductos de 30-60 cm de dimetro con estaciones en el trayecto para bombearlo, calentndolo para disminuir su viscosidad. Los poliductos se destinan al transporte alternativo de los diferentes subproductos.

Destilacin Primaria Del Petrleo Crudo. (Topping):En las destileras se destila fraccionadamente el petrleo. Como est compuesto por mas de 1.000 hidrocarburos, no se intenta la separacin individual de cada uno de ellos. Es suficiente obtener fracciones, de composicin y propiedades aproximadamente constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas.

Destilacin PrimariaEl crudo se calienta a 350C y se enva a una torre de fraccionamiento, metlica y de 50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo". Un "plato de burbujeo" es una chapa perforada, montada horizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeo tubo con capuchn. De tal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la torre atraviesan el lquido mas fro retenido por los platos.

Destilacin PrimariaTan pronto dicho lquido desborda un plato cae al inmediato inferior. La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350C en su base, hasta menos de 100C en su cabeza. Como funciona continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que de platos ubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estas fracciones reciben nombres genricos y responden a caractersticas bien definidas, pero su proporcin relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros detalles tcnicos.

Destilacin Primaria

Fracciones Del ToppingDe la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilera" recibe el mismo tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el licuado se expende como "Supergas" o en garrafas.Las tres fracciones lquidas mas importantes son:Naftas: Estas fracciones son muy livianas (densidad= 0,75 g/ml) y de baja temperatura de destilacin: menor de 175C. Estn compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 tomos de carbono.Kerosenes: Los kerosenes destilan entre 175C y 275C, siendo de densidad mediana (densidad= 0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 tomos de carbono.Gas oil: El gas oil es un lquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destila entre 275C y 325C. Sus hidrocarburos poseen mas de 18 tomos de carbono. .

Residuos De La DestilacinFuel oil, que se extrae de la base de la torre. Es un lquido negro y viscoso de excelente poder calrico: 10.000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible en usinas termoelctricas, barcos, fbricas de cemento y vidrio. La otra es someterlo a una segunda destilacin fraccionada: "La destilacin conservativa", o destilacin al vaco, del orden de pocos milmetros de mercurio. Con torres de fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas fracciones que, en este caso, resultan ser "aceites lubricantes". Estos son livianos, medios o pesados segn su densidad y temperaturas de destilacin. El residuo final es el asfalto, imposible de fraccionar. Este se lo utiliza para pavimentacin e impermeabilizacin de techos y caeras.

CrackingLos petrleos argentinos, en general, producen poca cantidad de naftas. El porcentaje promedio respecto del crudo destilado es del 10%. Para aumentarlo se emplea el cracking. As se aumenta el porcentaje a un 50%.Las fracciones pesadas como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500C, a altas presiones, en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores, que coadyuvan en el proceso. De all que se mencione el "cracking cataltico".En esas condiciones la molcula de los hidrocarburos con muchos tomos de carbono se rompe formando hidrocarburos mas livianos, esto es, de menor nmero de tomos de carbono en su molcula.

CrackingLa siguiente ecuacin ilustra el hecho acaecido: C18H38 = C8H16 + C8H18 + CH4 + CLa ruptura de la molcula de 18 tomos de carbono origina:dos hidrocarburos de 8 tomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. Metano: CH4. Quedando un residuo carbonoso: el Coque de Petrleo. Las fracciones obtenidas mediante el Cracking se envan a torres de fraccionamiento para separar: 1) gases. 2) Naftas y eventualmente kerosene y 3) residuos incorporables a nuevas porciones de gas oil y de fuel oil.

Reactor de CrackingEn la figura se observa a la izquerda un reactor de craqueo catalticoEl catalizador, una vez agotado ingresa al horno de recuperacin donde se queman los restos carbonososEl catalizador recuperado vuelve al reactor de cracking.

Reactores de reformingEn estos reactores la nafta de baja calidad, formada principalmente por hidrocarburos lineales ingresa a 500. Durante la reaccin se va enfriando.El proceso es endotrmico y se repite tres veces.El catalizador es platino. Por eso se usan pequeas esferas recubiertas de platino.