03-El petróleo

Es una mezcla natural de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos, con cantidades variables de azufre y nitrógeno. El petróleo natural tiene una densidad entre 0,8 y 0,95 g/cm³ y no es soluble en agua.

El petróleo se produce a partir del plancton marino, formado por animales y vegetales microscópicos. Cuando muere, esta masa se hunde en el fondo marino, con lo que se somete a presión y temperatura elevadas, y por fermentación sin aire se transforma en aceites y metano. El líquido y el gas producidos fluyen hasta la superficie terrestre formando los llamados lagos de brea, o bien se quedan retenidos en arena o rocas porosas que estén recubiertas de capas impermeables como la arcilla. Esta roca madre porosa es similar a una esponja, y en ella se forman generalmente tres capas: una superior de gas natural, una inferior de agua salada y entre ellas la capa de petróleo.

LOCALIZACIÓN DEL YACIMIENTO

Después de una prospección a base de explosiones y sismógrafos para analizar la reflexión de las ondas sonoras en las capas subterráneas, se determina la posible presencia y rentabilidad del yacimiento. A continuación se procede a la perforación o sondeo, normalmente mediante torres llamadas Derrick que van acoplando tubos de 4 m de longitud a una broca o trépano y los hace girar para llegar a profundidades de hasta 7 Km. Para extraer los trozos de roca arrancados y refrigerar el trépano se introduce una corriente de lodo. Para los yacimientos que se encuentran bajo el mar, se construyen plataformas sobre flotadores que se sujetan mediante cables a grandes bloques de hormigón en el fondo.


EXTRACCIÓN

Cuando se alcanza la bolsa, la presión interior impulsa al petróleo y al gas natural, y al equilibrarse la presión al poco tiempo, se introducen bombas para extraer el crudo obteniendo una producción primaria con la que sale el 25 % del petróleo.

Bomba de cigüeña

Cuando el petróleo no fluye hasta la bomba, se obtiene una producción secundaria inyectando agua y vapor desde la superficie para hacerlo más fluido; aún así, sólo se extrae hasta el 60 % del petróleo total del yacimiento, y el resto se queda en la roca.

Últimamente empieza a ser rentable una producción terciaria que se obtiene escavando minas de galerías inclinadas por las que rezuma el petróleo restante. Una vez extraído, se elimina el gas y el agua que salgan con el petróleo, a partir de este momento al producto se le llama crudo, y se almacena a la espera de su transporte.

 

TRANSPORTE

A continuación se transporta el crudo hasta las refinerías, donde se obtendrán productos derivados.

Esto se puede hacer mediante oleoductos entre 80 cm y 1 m de diámetro y 20 mm de espesor, con estaciones de bombeo cada 100-160 km, a velocidades de varios km/h, muy controladas para evitar calentamientos excesivos y explosiones.

Una segunda opción es el uso de barcos petroleros de hasta 500.000 Toneladas, formados por contenedores aislados.

 

REFINADO

En las refinerías se realiza una destilación fraccionada o rectificación, que consiste en calentar todo el crudo hasta unos 400º C para introducirlo en la parte inferior de una torre. A esta temperatura casi todos los componentes están vaporizados y se elevan por la torre. Los platos que están a distintas alturas tienen temperaturas cada vez menores y en ellos se van condensando los productos. En los platos inferiores se obtienen sólidos o líquidos pastosos, más arriba se obtienen aceites combustibles, sobre ellos se obtienen queroseno y gasolina, que son líquidos muy volátiles y por la parte superior se obtienen productos que son gases a temperatura ambiente, que se conocen como Gases Licuados del Petróleo (GLP). Los sólidos se separan posteriormente por medio de disolventes y productos químicos.

https://sites.google.com/site/tecnorlopez32/tema2-energias-no-renovables/03-el-petroleo/torre.gif
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Los principales productos, además de las impurezas (que principalmente son de azufre), son:

  Producto Fórmula Poder calorífico T de destilación Aplicaciones
Gases

Metano
Etano

CH4
C2H6

8.800 kcal/kg   Combustibles
Propano
Butano
C3H8
C4H10
17.375 kcal/kg
22.880 kcal/kg
-42º C
-0,5º C
Combustibles
Líquidos Gasolinas C7H16 a C9H20 11.000 kcal/kg 40 - 200º C Combustible
Disolvente
Queroseno C10H22 a C16H34 11.500 kcal/kg 200 - 250º C Combustible
Alumbrado
Gasoil
Fueloil
C17H36 a C19H40 10.500 kcal/kg
10.000 kcal/kg
250 - 350º C Combustible
Disolvente
Aceites C20H42 a C29H60 9.000 kcal/kg Hasta 500º C Lubricante
Combustible de centrales
Sólidos Vaselinas
Parafinas
C30H62 en adelante 9.000 kcal/kg   Combustible
Lubricante
Alquitrán       Asfalto


Cuando la demanda de queroseno, gasoil o fueloil es pequeña, se realiza un proceso llamado cracking que consiste en romper la cadena larga de tales hidrocarburos para obtener productos de cadena más corta, como gasolina y GLP. Para ello se calienta el producto hasta 500º C y se somete a presiones de 15 atmósferas o a la acción de catalizadores.


Por fin, la distribución de derivados del petróleo se realiza:

  • por bombonas de 14 o de 30 kg en las que los GLP (propano o butano) están a presión
  • por convoy ferroviario o depósitos sobre camiones. En estos casos siempre se deja un espacio para la expansión de los vapores en el tanque.

La fabricación de productos a partir de los derivados del petróleo ha dado origen a la industria petroquímica, que produce detergentes, caucho sintético, fertilizantes, disolventes y materias primas para fabricar explosivos, medicinas, y la gran variedad de plásticos existentes.